活塞式壓縮機(jī)的案例
往復(fù)活塞式壓縮機(jī)余隙無級(jí)調(diào)節(jié)氣量節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)展
摘要：
往復(fù)活塞式壓縮機(jī)在許多生產(chǎn)領(lǐng)域中應(yīng)用廣泛，屬于高耗能的關(guān)鍵設(shè)備。余隙無級(jí)調(diào)節(jié)氣量節(jié)能技術(shù)的研究與應(yīng)用對(duì)于提高往復(fù)壓縮機(jī)的能源利用效率，對(duì)于國(guó)家降低二氧化碳排放目標(biāo)具有重要意義。作者總結(jié)了余隙無級(jí)調(diào)節(jié)氣量節(jié)能技術(shù)在國(guó)內(nèi)近十余年的應(yīng)用現(xiàn)狀，闡述了該項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展歷史，分析了在多型號(hào)、多臺(tái)套往復(fù)式壓縮機(jī)上進(jìn)行技術(shù)改造的應(yīng)用情況，根據(jù)實(shí)際改造經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)了余隙無級(jí)調(diào)節(jié)氣量節(jié)能技術(shù)的所實(shí)現(xiàn)的特性指標(biāo)。該項(xiàng)技術(shù)除了能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)能目標(biāo)外，還具有安全可靠性高，性價(jià)比高，優(yōu)化壓縮機(jī)的運(yùn)行環(huán)境，提高壓縮機(jī)一次性運(yùn)行周期和工作效率等優(yōu)點(diǎn)。
關(guān)鍵詞：
往復(fù)活塞式壓縮機(jī)；余隙；無級(jí)調(diào)節(jié)；氣量調(diào)節(jié)；節(jié)能
壓縮機(jī)是一種通過壓縮氣體提高氣體壓力的機(jī)械設(shè)備，產(chǎn)品和技術(shù)廣泛應(yīng)用于石油、天然氣、化工、冶金、電力、交通、電子、船舶、紡織、食品、醫(yī)藥、城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、國(guó)防等很多領(lǐng)域，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展中發(fā)揮著重要作用[1],其中，往復(fù)活塞式壓縮機(jī)在多領(lǐng)域生產(chǎn)中應(yīng)用較為廣泛，屬于高耗能的關(guān)鍵設(shè)備；這主要是由于生產(chǎn)工藝的波動(dòng)導(dǎo)致與初始設(shè)計(jì)參數(shù)不符，造成很多往復(fù)活塞式壓縮機(jī)存在能源利用效率低、無用功耗大等問題。《中華人民共和國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十四個(gè)五年規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要》中要求“十四五”期間“生產(chǎn)生活方式綠色轉(zhuǎn)型成效顯著，能源資源配置更加合理、利用效率大幅提高，單位國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值能源消耗和二氧化碳排放分別降低13.5%、18%，主要污染物排放總量持續(xù)減少”，并在“持續(xù)改善環(huán)境質(zhì)量”方面“堅(jiān)持節(jié)能優(yōu)先方針，深化工業(yè)、建筑、交通等領(lǐng)域和公共機(jī)構(gòu)節(jié)能”[2]。因此，對(duì)往復(fù)活塞式壓縮機(jī)進(jìn)行節(jié)能改造，降低或消除無用功耗，提高能源利用效率、降低二氧化碳排放，已是我國(guó)在“十四五”期間急需深化解決的問題之一。
展開 CONVERGE滾動(dòng)活塞式壓縮機(jī)三維CFD分析案例
CONVERGE滾動(dòng)活塞式壓縮機(jī)三維CFD分析案例
關(guān)于CONVERGE
CONVERGE是由美國(guó)Convergent Science Inc（CSI）公司2006年開發(fā)的一款新一代CFD軟件。因?yàn)樗籆SI舉解決了CFD領(lǐng)域中非常棘手的全自動(dòng)六面體網(wǎng)格剖分和運(yùn)動(dòng)邊界處理問題，并具備完善的湍流、噴霧、燃燒、排放等發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)分析需要的各種物理模型而在行業(yè)大獲好評(píng)和推薦！CONVERGE首先被成功應(yīng)用到活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)行業(yè)，包括柴油機(jī)、汽油機(jī)、天然氣/乙醇/氫氣/混合氣體發(fā)動(dòng)機(jī)等，如今，CONVERGE已一躍成為國(guó)內(nèi)外發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)領(lǐng)域使用最廣泛的知名CFD分析工具!
滾動(dòng)活塞式壓縮機(jī)具備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，部件少，制造成本低，效率和可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，在小容量冰箱或空調(diào)被大量使用。其主要工作部件（如圖1）包括靜態(tài)氣缸、偏心滾動(dòng)轉(zhuǎn)子、滑片和排氣閥等。所有部件之間存在兩條主要的接觸線，分別是偏心轉(zhuǎn)子和氣缸壁之間以及滾動(dòng)轉(zhuǎn)子和滑片之間。兩條接觸線使整個(gè)腔室分為吸氣室和壓縮室。吸氣室和進(jìn)氣道相連，隨著轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，腔體擴(kuò)張，氣體進(jìn)入腔室。同時(shí)，壓縮室體積減小，一旦壓力足夠大，排氣閥打開，壓縮氣體排出。
展開 OptiStruct的活塞式壓縮機(jī)殼體介紹
**OptiStruct 是 Altair 公司推出的有限元仿真與結(jié)構(gòu)優(yōu)化軟件，廣泛用于活塞式壓縮機(jī)殼體的強(qiáng)度、剛度、NVH（噪聲、振動(dòng)與聲振粗糙度）分析及輕量化優(yōu)化設(shè)計(jì)。**
### 一、活塞式壓縮機(jī)殼體概述
活塞式壓縮機(jī)殼體是核心承載與密封部件，主要功能：
- **支撐定位**：為曲軸、活塞、氣缸等內(nèi)部零件提供精準(zhǔn)安裝基準(zhǔn)。
- **承壓密封**：承受內(nèi)部氣體壓力，防止制冷劑/壓縮介質(zhì)泄漏。
- **減振降噪**：隔離并衰減活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的振動(dòng)與噪聲。
- **散熱**：散發(fā)壓縮過程產(chǎn)生的熱量。
**結(jié)構(gòu)形式**：
- **開啟式**：整體鑄造結(jié)構(gòu)，強(qiáng)度高，用于大中型工業(yè)壓縮機(jī)。
- **全封閉/半封閉**：上下殼體（沖壓鋼板或鑄鋁）焊接/螺栓連接，用于制冷空調(diào)領(lǐng)域。
**常用材料**：
- **鑄鐵**（HT200、HT250）：強(qiáng)度高、阻尼好、成本低，用于大型機(jī)。
- **鑄鋁**（ADC12、A380）：輕量化、散熱好，用于小型制冷壓縮機(jī)。
- **鋼板**（SPHC、Q235）：沖壓焊接，用于封閉式殼體。
### 二、OptiStruct 核心分析與優(yōu)化流程
#### 1. 有限元模型建立（HyperMesh + OptiStruct）
- **幾何處理**：簡(jiǎn)化倒角、小孔，抽取中面。
- **網(wǎng)格劃分**：殼單元（Shell），尺寸2–5mm。
- **連接模擬**：焊縫（Seam/Weld）、螺栓（RBE2/3）。
展開 螺桿、離心、往復(fù)活塞式三種壓縮機(jī)比較
1.離心式壓縮機(jī)
螺桿式壓縮機(jī)又稱螺桿壓縮機(jī)。20世紀(jì)50年代，就有噴油螺桿式壓縮機(jī)應(yīng)用在制冷裝置上，由于其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易損件少，能在大的壓力差或壓力比的工況下，排氣溫度低，對(duì)制冷劑中含有大量的潤(rùn)滑油（常稱為濕行程）不敏感，有良好的輸氣量調(diào)節(jié)性，很快占據(jù)了大容量往復(fù)式壓縮機(jī)的使用范圍，而且不斷地向中等容量范圍延伸，廣泛地應(yīng)用在冷凍、冷藏、空調(diào)和化工工藝等制冷裝置上。
以它為主機(jī)的螺桿式熱泵從20世紀(jì)70年代初便開始用于采暖空調(diào)方面，有空氣熱源型、水熱泵型、熱回收型、冰蓄冷型等。在工業(yè)方面，為了節(jié)能，亦采用螺桿式熱泵作熱回收。
2離心式壓縮機(jī)
離心式壓縮機(jī)是一種葉片旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)（即透平式壓縮機(jī)）。在離心式壓縮機(jī)中，高速旋轉(zhuǎn)的葉輪給予氣體的離心力作用，以及在擴(kuò)壓通道中給予氣體的擴(kuò)壓作用，使氣體壓力得到提高。
早期，由于這種壓縮機(jī)只適于低，中壓力、大流量的場(chǎng)合，而不為人們所注意。由于化學(xué)工業(yè)的發(fā)展，各種大型化工廠，煉油廠的建立，離心式壓縮機(jī)就成為壓縮和輸送化工生產(chǎn)中各種氣體的關(guān)鍵機(jī)器，而占有極其重要的地位。隨著氣體動(dòng)力學(xué)研究的成就使離心壓縮機(jī)的效率不斷提高，又由于高壓密封，小流量窄葉輪的加工，多油楔軸承等技術(shù)關(guān)鍵的研制成功，解決了離心壓縮機(jī)向高壓力，寬流量范圍發(fā)展的一系列問題，使離心式壓縮機(jī)的應(yīng)用范圍大為擴(kuò)展，以致在很多場(chǎng)合可取代往復(fù)壓縮機(jī)，而大大地?cái)U(kuò)大了應(yīng)用范圍。
3往復(fù)活塞壓縮機(jī)
是各類壓縮機(jī)中發(fā)展最早的一種，公元前1500年中國(guó)發(fā)明的木風(fēng)箱為往復(fù)活塞壓縮機(jī)的雛型。18世紀(jì)末，英國(guó)制成第一臺(tái)工業(yè)用往復(fù)活塞空氣壓縮機(jī)。20世紀(jì)30年代開始出現(xiàn)迷宮壓縮機(jī)，隨后又出現(xiàn)各種無油潤(rùn)滑壓縮機(jī)和隔膜壓縮機(jī)。50年代出現(xiàn)的對(duì)動(dòng)型結(jié)構(gòu)使大型往復(fù)活塞壓縮機(jī)的尺寸大為減小，并且實(shí)現(xiàn)了單機(jī)多用。
展開 
全解5大制冷壓縮機(jī)原理、應(yīng)用、性能、優(yōu)缺點(diǎn)！
活塞式壓縮機(jī)
1、工作原理
活塞式壓縮機(jī)的工作是氣缸、氣閥和在氣缸中作往復(fù)運(yùn)動(dòng)的活塞所構(gòu)成的工作容積不斷變化來完成。如果不考慮活塞式壓縮機(jī)實(shí)際工作中的容積損失和能量損失(即理想工作過程)，則活塞式壓縮機(jī)曲軸每旋轉(zhuǎn)一周所完成的工作，可分為吸氣，壓縮和排氣過程。
壓縮過程：活塞從下止點(diǎn)向上運(yùn)動(dòng)，吸、排汽閥處于關(guān)閉狀態(tài)，氣體在密閉的氣缸中被壓縮，由于氣缸容積逐漸縮小，則壓力、溫度逐漸升高直至氣缸內(nèi)氣體壓力與排氣壓力相等。壓縮過程一般被看作是等熵過程。
排氣過程：活塞繼續(xù)向上移動(dòng)，致使氣缸內(nèi)的氣體壓力大于排氣壓力，則排氣閥開啟，氣缸內(nèi)的氣體在活塞的推動(dòng)下等壓排出氣缸進(jìn)入排氣管道，直至活塞運(yùn)動(dòng)到上止點(diǎn)。此時(shí)由于排氣閥彈簧力和閥片本身重力的作用，排氣閥關(guān)閉排氣結(jié)束。
2、活塞式壓縮機(jī)應(yīng)用
主要應(yīng)用：冷庫及冷凍冷藏市場(chǎng)使用比較多的是半封閉活塞式壓縮機(jī)；
較少應(yīng)用：商用制冷空調(diào)；
半封閉活塞式冷庫壓縮機(jī)一般采用四極電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，其額定功率一般在60—600KW之間。氣缸數(shù)為2--8個(gè)，最多12個(gè)。
展開 多列式壓縮機(jī)主機(jī)運(yùn)動(dòng)件剛?cè)狁詈戏抡?/span>
高速往復(fù)活塞式壓縮機(jī)其活塞運(yùn)動(dòng)速度高，曲軸轉(zhuǎn)速達(dá)1000rpm，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，活塞桿的最大載荷可達(dá)十幾噸。如大功率、大排量天然氣壓縮機(jī)為六列活塞對(duì)稱布置，雖然活塞成對(duì)組成，受力平衡對(duì)稱，但活塞對(duì)曲軸的作用點(diǎn)不同，且每列活塞桿的作用力的大小不同，各自呈周期性變化。就對(duì)曲軸來說，其受力就比較復(fù)雜，在一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)周期內(nèi)，各列活塞的作用力大小方向，跟隨時(shí)刻發(fā)生變化。用單純的靜態(tài)幾何結(jié)構(gòu)進(jìn)行應(yīng)力校核計(jì)算比較復(fù)雜。故需要用剛?cè)狁詈戏抡鎭矸治觯瑢?duì)運(yùn)動(dòng)件進(jìn)行至少一個(gè)周期的時(shí)程剛?cè)狁詈锨蠼猓瑏碛^察運(yùn)動(dòng)件受力變化情況及最大應(yīng)力、應(yīng)變區(qū)域，更為準(zhǔn)確地仿真壓縮機(jī)運(yùn)動(dòng)件的受載情況，進(jìn)而驗(yàn)證其設(shè)計(jì)性能。
剛體動(dòng)力學(xué)軟件Recurdyn與Ansys軟件的技術(shù)融合，能在Ansys MBD模塊中進(jìn)行剛體分析，并提取每個(gè)時(shí)刻步的載荷進(jìn)行強(qiáng)度分析，也可轉(zhuǎn)到Recurdyn View中來提取各件的運(yùn)動(dòng)曲線和其它動(dòng)力學(xué)特性曲線。
在Ansys軟件中對(duì)多剛體的動(dòng)力心關(guān)系設(shè)置完后，進(jìn)行求解，導(dǎo)出sdk格式，轉(zhuǎn)入到Recurdyn軟件中進(jìn)行剛?cè)峄旌蠒r(shí)程分析，求出一個(gè)周期內(nèi)零件的等效應(yīng)力變化情況，同時(shí)找出零件等效應(yīng)力最大的時(shí)刻值。
在對(duì)稱布置的二級(jí)六列活塞壓縮機(jī)中，針對(duì)二級(jí)二列連桿進(jìn)行仿真分析，在Recurdyn軟件中，通過觀查一個(gè)周期內(nèi)連桿的最大應(yīng)力值變化情況，可以找到期間的最大值122.81MPa對(duì)應(yīng)的時(shí)刻為0.0845秒，如下圖
圖1 二級(jí)二列連桿在運(yùn)動(dòng)過程中的應(yīng)力變化
還回到ansys軟件中，在MBD模塊選取二級(jí)二列那個(gè)連桿實(shí)體，再選取(Time Instant for Load Transfer)瞬時(shí)時(shí)刻點(diǎn)（time=0.0845 sec）來提取載荷。
展開 直觀動(dòng)態(tài)圖展示6種空壓機(jī)工作原理及優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比
空壓機(jī)是壓縮氣體體積并提高氣體壓力和輸送氣體的機(jī)械設(shè)備，作為一種動(dòng)力能源的消耗產(chǎn)品，其應(yīng)用的范圍及行業(yè)非常廣泛。
按照工作原理，空壓機(jī)分為容積型和速度型，容積型可分為活塞式、螺桿式、滑片式三種；速度型可分為離心式和軸流式兩種。本文討論 6種常見空壓機(jī)工作原理，優(yōu)缺點(diǎn)和應(yīng)用范圍。
1
活塞壓縮機(jī)
活塞式壓縮機(jī)的工作是氣缸、氣閥和在氣缸中作往復(fù)運(yùn)動(dòng)的活塞所構(gòu)成的工作容積不斷變化來完成。
如果不考慮活塞式壓縮機(jī)實(shí)際工作中的容積損失和能量損失（即理想工作過程），則活塞式壓縮機(jī)曲軸每旋轉(zhuǎn)一周所完成的工作，可分為吸氣、壓縮和排氣過程。
活塞式壓縮機(jī)工作原理：
壓縮過程：活塞從下止點(diǎn)向上運(yùn)動(dòng)，吸、排汽閥處于關(guān)閉狀態(tài)，氣體在密閉的氣缸中被壓縮，由于氣缸容積逐漸縮小，則壓力、溫度逐漸升高直至氣缸內(nèi)氣體壓力與排氣壓力相等。
排氣過程：活塞繼續(xù)向上移動(dòng)，致使氣缸內(nèi)的氣體壓力大于排氣壓力，則排氣閥開啟，氣缸內(nèi)的氣體在活塞的推動(dòng)下等壓排出氣缸進(jìn)入排氣管道，直至活塞運(yùn)動(dòng)到上止點(diǎn)。此時(shí)由于排氣閥彈簧力和閥片本身重力的作用，排氣閥關(guān)閉排氣結(jié)束。
優(yōu)缺點(diǎn)：活塞式空壓機(jī)價(jià)格便宜，維修簡(jiǎn)單和便宜，但是容易壞，而且噪音大。
2
螺桿壓縮機(jī)
螺桿壓縮機(jī)分為單螺桿式壓縮機(jī)及雙螺桿式壓縮機(jī)。
展開 迷宮式壓縮機(jī)簡(jiǎn)介
0、引言
布克哈德公司在
1935
年第一次推出宮式活塞壓縮機(jī)，其采用的是一種非接觸式迷宮密封技術(shù)，和普通的往復(fù)式壓縮機(jī)相比，機(jī)組可靠性高，維修成本低，安全性高，因此在石油化工行業(yè)得到了越來越廣泛的應(yīng)用。
1、壓縮機(jī)的基本結(jié)構(gòu)
如圖1所示，迷宮式活塞壓縮機(jī)主要部件有曲軸、連桿、十字頭、導(dǎo)向軸承、定距塊以及活塞組件等。
迷宮壓縮機(jī)在隔離室內(nèi)特別設(shè)計(jì)了導(dǎo)向軸承，以此來確保活塞桿垂直往復(fù)運(yùn)動(dòng)的精確性，保證活塞在氣缸中的運(yùn)動(dòng)與密封。
2、壓縮機(jī)的核心部件-迷宮密封
迷宮壓縮機(jī)在活塞及氣缸上設(shè)計(jì)了環(huán)槽，形成迷宮小室，通過氣體在迷宮小室中的泄漏來實(shí)現(xiàn)密封。如圖2所示，活塞壓縮時(shí)，氣體從高壓側(cè)向低壓側(cè)流動(dòng)，在迷宮小室節(jié)點(diǎn)處，壓力能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，高速的氣流進(jìn)入容積室時(shí)，由于流道體積增大，氣流在此處大部分動(dòng)能轉(zhuǎn)化為壓力能和渦流能，其中渦流能以熱能的形式損失掉；氣流通過若干個(gè)迷宮小室，能量逐漸減小，壓力逐漸降低，如迷宮小室足夠多，迷宮室中壓力最后同低壓側(cè)的壓力相等，達(dá)到密封的效果。
3、壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
（1）無內(nèi)部易損件，被壓縮的氣體不會(huì)有任何污染。
（2）可實(shí)現(xiàn)整機(jī)密封無泄漏，可適用于各種氣體，運(yùn)行周期長(zhǎng)，運(yùn)行費(fèi)用大大降低。
（3）適應(yīng)性強(qiáng)，能適用于各種氣體。
（4）安全，杜絕易燃、易爆、腐蝕性等有害氣體對(duì)環(huán)境及人身的危害。
（5）加工制造精度較高。
展開 基于OptiStruct的活塞式壓縮機(jī)殼體VTF仿真分析及形貌優(yōu)化
1 薄板結(jié)構(gòu)振動(dòng)聲輻射
1.1 聲輻射理論
往復(fù)壓縮機(jī)通過曲柄連桿機(jī)構(gòu)將電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為氣體的壓力能，轉(zhuǎn)換過程中做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的曲柄等因其質(zhì)心偏離旋轉(zhuǎn)中心而產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)慣性力，活塞等因往復(fù)運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生往復(fù)慣性力，旋轉(zhuǎn)慣性力及往復(fù)慣性力通過座簧激勵(lì)壓縮機(jī)外殼，使其產(chǎn)生彎曲振動(dòng)。往復(fù)壓縮機(jī)外殼通常采用2～6 mm的鋼板，其厚度尺寸遠(yuǎn)小于長(zhǎng)寬尺寸，為薄板結(jié)構(gòu)。當(dāng)殼體被激振起來時(shí)，將帶動(dòng)殼體表面的空氣層振動(dòng)，從而產(chǎn)生輻射噪聲。壓縮機(jī)殼體即為面聲源，將面聲源鑲嵌在無限大障板中去研究。如圖1所示為薄板結(jié)構(gòu)離散圖，假設(shè)為一鑲嵌在無限大障板的矩形薄板，薄板結(jié)構(gòu)被均分成有限個(gè)面積相等的振動(dòng)單元，薄板的振動(dòng)傳遞到半空間中觀察點(diǎn)的聲壓可由Rayleigh積分得出[6-8]。
展開 【流體機(jī)械專欄】考慮簧 片閥耦合的往復(fù)活塞壓縮機(jī)三維瞬態(tài)CFD分析
在已有往復(fù)式壓縮機(jī)系統(tǒng)的建模中，大部分都是使用一維或零維模型。
往復(fù)式壓縮機(jī)通常有三個(gè)獨(dú)立的運(yùn)動(dòng)部件:具有規(guī)律運(yùn)動(dòng)的活塞，根據(jù)作用在其上的壓力而動(dòng)態(tài)開啟的進(jìn)氣閥和排氣閥。壓縮機(jī)活塞和進(jìn)出口閥片在運(yùn)行時(shí)相互作用，閥片動(dòng)力學(xué)對(duì)壓縮機(jī)系統(tǒng)的效率和性能起到很大的作用，因此在仿真模型中必須同時(shí)考慮活塞壓縮機(jī)和閥片之間的耦合關(guān)系。在已有的報(bào)道中鮮有這種活塞壓縮機(jī)-閥系統(tǒng)耦合CFD模型。這是因?yàn)椋鶑?fù)壓縮機(jī)的三維CFD耦合建模會(huì)涉及復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)網(wǎng)格算法和可變時(shí)間步長(zhǎng)模型，建模難度太大。Simerics MP+軟件專注于容積式流體機(jī)械（如泵和壓縮機(jī)）的CFD仿真，將往復(fù)壓縮機(jī)三維CFD網(wǎng)格劃分和求解方法模板化，解決了軟件易用性和穩(wěn)定性的問題。
展開 往復(fù)壓縮機(jī)氣閥壓力脈動(dòng)及噪聲試驗(yàn)分析
蘇智劍等［１４］研究了不同進(jìn)排氣閥彈簧剛度和閥門預(yù)緊力對(duì)小型斜盤式空壓機(jī)排氣量和壓力脈動(dòng)的影響規(guī)律，提出了一種在多級(jí)壓縮情況下單向閥的參數(shù)組合思路。
目前，學(xué)者們主要研究了壓縮機(jī)在吸排氣過程中的
流場(chǎng)特性、氣流脈動(dòng)和氣動(dòng)噪聲的變化規(guī)律，未考慮閥隙氣流馬赫數(shù)對(duì)壓縮機(jī)吸排氣過程閥隙壓力脈動(dòng)以及壓縮機(jī)噪聲的影響。
本文以某微型無油壓縮機(jī)為試驗(yàn)研究對(duì)象，通
過改變氣閥閥隙有效通流幾何面積控制閥隙氣流馬赫數(shù)，采集了吸、排氣過程中不同閥隙馬赫數(shù)下閥腔及壓縮腔內(nèi)部壓力脈動(dòng)信號(hào)，分析了馬赫數(shù)對(duì)閥片開啟后壓力脈動(dòng)強(qiáng)度的影響。同時(shí)采集壓縮機(jī)噪聲聲壓信號(hào)，并對(duì)其進(jìn)行時(shí)頻分析，研究了吸、排氣閥隙馬赫數(shù)對(duì)壓縮機(jī)噪聲的影響。得出了改善壓縮機(jī)氣閥氣流脈動(dòng)噪聲的有效方法，為往復(fù)式壓縮機(jī)氣動(dòng)噪聲優(yōu)化提供依據(jù)。
2 氣閥工作過程及壓力脈動(dòng)評(píng)價(jià)
２.１ 氣閥工作過程
往復(fù)活塞式壓縮機(jī)工作過程通常使用示功圖
（ｐ－Ｖ圖）或氣閥運(yùn)動(dòng)規(guī)律來說明。伴隨著壓縮機(jī)吸氣－膨脹－壓縮－排氣過程，氣缸及閥腔內(nèi)壓力隨著曲柄轉(zhuǎn)角呈周期性變化。氣閥工作過程如圖１所示，活塞運(yùn)動(dòng)初期壓縮機(jī)處于膨脹過程，吸排氣閥片均處于關(guān)閉狀態(tài)，隨著活塞向下運(yùn)動(dòng)壓縮腔內(nèi)壓力逐漸減小；當(dāng)壓縮腔內(nèi)壓力ｐｓ小于吸氣壓力ｐ１時(shí)吸氣閥片打開進(jìn)行吸氣過程，活塞運(yùn)動(dòng)到下止點(diǎn)時(shí)吸氣過程結(jié)束；隨后活塞開始向上運(yùn)動(dòng)進(jìn)入壓縮過程，此時(shí)吸氣閥片關(guān)閉，壓縮腔內(nèi)壓力ｐｓ逐漸升高；當(dāng)ｐｓ大于排氣壓力ｐ２時(shí)排氣閥片打開進(jìn)入排氣階段；活塞繼續(xù)運(yùn)行到上止點(diǎn)后排氣結(jié)束，壓縮機(jī)完成一個(gè)工作循環(huán)。
展開 
【CFD專欄】模板化CFD技術(shù)及其在壓縮機(jī)數(shù)值仿真中的應(yīng)用實(shí)踐
往復(fù)活塞式壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)模型
往復(fù)活塞式壓縮機(jī)網(wǎng)格模型
圖3.6 活塞式壓縮機(jī)與進(jìn)出口閥的聯(lián)合仿真
04
羅茨壓縮機(jī)應(yīng)用
Simerics MP+具有專門的羅茨壓縮機(jī)模板，可快速完成轉(zhuǎn)子部分的結(jié)構(gòu)化動(dòng)網(wǎng)格劃分和計(jì)算模型的設(shè)置；將Simerics MP+應(yīng)用于羅茨壓縮機(jī)的優(yōu)化設(shè)計(jì)可實(shí)現(xiàn)：
優(yōu)化壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子設(shè)計(jì)；
優(yōu)化進(jìn)出口流道設(shè)計(jì)；
分析壓縮機(jī)熱力學(xué)特性；
提高效率，降低泄露；
監(jiān)測(cè)流場(chǎng)任一點(diǎn)的壓力脈動(dòng)，降低壓力、流量脈動(dòng)和噪聲等。
壓縮機(jī)工作原理動(dòng)圖與視頻大盤點(diǎn)
導(dǎo) 讀
壓縮機(jī)：將低壓氣體提升為高壓氣體的一種從動(dòng)的流體機(jī)械，是制冷系統(tǒng)的心臟。它從吸氣管吸入低溫低壓的制冷劑氣體，通過電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)帶動(dòng)活塞對(duì)其進(jìn)行壓縮后，向排氣管排出高溫高壓的制冷劑氣體，為制冷循環(huán)提供動(dòng)力，從而實(shí)現(xiàn)壓縮→冷凝（放熱）→膨脹→蒸發(fā) ( 吸熱 ) 的制冷循環(huán)。
螺桿式壓縮機(jī)工作原理
離心式壓縮機(jī)
離心壓縮機(jī)的三維動(dòng)畫
軸流式壓縮機(jī)
活塞式壓縮機(jī)
活塞式壓縮機(jī)工作原理：
壓縮過程：活塞從下止點(diǎn)向上運(yùn)動(dòng)，吸、排汽閥處于關(guān)閉狀態(tài)，氣體在密閉的氣缸中被壓縮，由于氣缸容積逐漸縮小，則壓力、溫度逐漸升高直至氣缸內(nèi)氣體壓力與排氣壓力相等。壓縮過程一般被看作是等熵過程。
排氣過程：活塞繼續(xù)向上移動(dòng)，致使氣缸內(nèi)的氣體壓力大于排氣壓力，則排氣閥開啟，氣缸內(nèi)的氣體在活塞的推動(dòng)下等壓排出氣缸進(jìn)入排氣管道，直至活塞運(yùn)動(dòng)到上止點(diǎn)。此時(shí)由于排氣閥彈簧力和閥片本身重力的作用，排氣閥關(guān)閉排氣結(jié)束。
展開 壓縮機(jī)仿真：補(bǔ)氣式滾動(dòng)轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)的CFD仿真及優(yōu)化研究
03
補(bǔ)氣式滾動(dòng)轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)熱力學(xué)仿真實(shí)例介紹
閥片運(yùn)動(dòng)動(dòng)力學(xué)模型原理介紹
滾動(dòng)式活塞壓縮機(jī)轉(zhuǎn)自與壓縮腔之間的空間隨著滾動(dòng)活塞的旋轉(zhuǎn)，壓縮腔容積減小，當(dāng)壓縮腔內(nèi)壓力達(dá)到排氣壓力時(shí)，排氣閥將被打開允許排氣。
壓縮機(jī)噪音故障經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，不錯(cuò)。。。
一、壓縮機(jī)
1. 雙螺桿壓縮機(jī)
雙螺桿壓縮機(jī)整機(jī)系統(tǒng)主要由電機(jī)、壓縮機(jī)、管路、閥門和壓力容器等組成，在運(yùn)行過程中會(huì)受到氣體力、慣性力、摩擦力等載荷的作用，激發(fā)壓縮機(jī)機(jī)殼、整機(jī)底架、管道系統(tǒng)及支撐結(jié)構(gòu)等，零部件的振動(dòng)。這些振動(dòng)如不采取適當(dāng)?shù)拇胧┘右韵拗疲瑒t會(huì)帶來一系列問題。
螺桿壓縮機(jī)噪聲主要分為，機(jī)械性噪聲和流體動(dòng)力性噪聲。螺桿壓縮機(jī)在電機(jī)交變應(yīng)力的作用下，引起機(jī)械設(shè)備中的構(gòu)件及部件碰撞、摩擦、振動(dòng)，從而產(chǎn)生機(jī)械性噪聲，常見的控制方法有在源頭上控制噪聲源，如減少運(yùn)動(dòng)部件的沖擊，提高轉(zhuǎn)子及其裝配件的動(dòng)平衡等。
2. 離心壓縮機(jī)
當(dāng)離心壓縮機(jī)喘振時(shí)，將會(huì)隔幾秒定期地發(fā)出一個(gè)深沉而又吼哮的噪音。此時(shí)，壓縮機(jī)已處于不穩(wěn)定狀態(tài)下運(yùn)行，轉(zhuǎn)子在軸承間往復(fù)滑動(dòng)，而且止推軸承、轉(zhuǎn)子這種水平方向的移動(dòng)，不可避免地要損壞壓縮機(jī)軸封。
每一次的喘振表明了轉(zhuǎn)子在軸承間又一次的滑動(dòng)，這種喘振的聲音越高，轉(zhuǎn)子水平方向的作用就越強(qiáng)，危害性也越大，會(huì)導(dǎo)致由輕喘振到壓縮機(jī)的完全自行破壞。
引起喘振的原因和補(bǔ)救方法：
排出壓力太高，把壓縮機(jī)后冷器的接收器放空以降低被壓，或者把進(jìn)入后冷器的冷卻水閥門打開。
吸入氣體溫度高，多數(shù)的裝置都備有在壓縮機(jī)的吸入口上游注入少量輕的液烴類設(shè)施，液體蒸發(fā)冷卻了吸入壓縮機(jī)的熱氣流，也可以要求上游工序降低進(jìn)入壓縮機(jī)的氣體溫度。
3. 活塞式壓縮機(jī)
活塞式壓縮機(jī)的噪音與振動(dòng)主要是機(jī)械方面的原因，同時(shí)由于工藝方面的排污不及時(shí)，油和水進(jìn)入氣缸同樣也會(huì)產(chǎn)生噪音。
壓縮機(jī)的氣缸里面掉入一些機(jī)械雜質(zhì)，或活塞和缸蓋的間隙過小，壓縮機(jī)在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)氣缸里就會(huì)發(fā)出“當(dāng)當(dāng)”的金屬碰擊聲，發(fā)出這種聲音時(shí)要立即停車檢修。否則，就會(huì)發(fā)生重大的設(shè)備損壞事故。
展開 