涡轮压缩膨胀机的设计与性能分析

TB61+1%TB652; 随着人们环境保护意识的加强,天然工质制冷剂重新受到研究人员的关注.空气是一种安全且对环境绝对友好的天然制冷剂,未来,压缩空气制冷循环有望成为传统蒸气压缩制冷循环的潜在替代品.压缩膨胀机作为压缩空气制冷的核心部件,其工作效率对机组性能有直接影响.为了设计出能够配合膨胀机高效工作的离心压缩机,需要对传统的设计方法进行一些修正.本文将质量、动量、能量守恒与射流尾迹区理论相结合,并将传统的离心压缩机相关参数推广到较低压力的范围中,提出了一种与现有的涡轮膨胀机相匹配的离心压缩机几何参数的设计方法.使用该方法为现有的膨胀机设计了对应的离心压缩机,并利用其他学者分析过的离心压缩机...

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Published in制冷学报 Vol. 45; no. 1; pp. 18 - 27
Main Authors 田雨, 马国远, 刘帅领, 许树学, 周峰
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 北京工业大学环境与生命学部 北京 100124 01.02.2024
Subjects
turbo compressor
centrifugal compressor design
air compression refrigeration
空气压缩制冷
膨胀功利用率
离心压缩机设计
expansion power utilization efficiency
压缩膨胀机
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ISSN0253-4339
DOI10.3969/j.issn.0253-4339.2024.01.018

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Summary:TB61+1%TB652; 随着人们环境保护意识的加强,天然工质制冷剂重新受到研究人员的关注.空气是一种安全且对环境绝对友好的天然制冷剂,未来,压缩空气制冷循环有望成为传统蒸气压缩制冷循环的潜在替代品.压缩膨胀机作为压缩空气制冷的核心部件,其工作效率对机组性能有直接影响.为了设计出能够配合膨胀机高效工作的离心压缩机,需要对传统的设计方法进行一些修正.本文将质量、动量、能量守恒与射流尾迹区理论相结合,并将传统的离心压缩机相关参数推广到较低压力的范围中,提出了一种与现有的涡轮膨胀机相匹配的离心压缩机几何参数的设计方法.使用该方法为现有的膨胀机设计了对应的离心压缩机,并利用其他学者分析过的离心压缩机模型对该方法进行验证,利用计算流体力学方法(CFD)对压缩膨胀机变工况下的工作性能及对膨胀功的利用率进行模拟分析.按本方法设计的离心压缩机在设计工况下能够以高于92％的效率利用膨胀机的输出功.在变工况条件下能够以高于88％的效率利用膨胀机的输出功,并且在设计质量流量附近能够顺利运行.
ISSN:0253-4339
DOI:10.3969/j.issn.0253-4339.2024.01.018