论文部分内容阅读
能源问题是影响和制约社会经济发展的重要因素。节能减排已经成为我国经济发展的战略方针。我国工业领域能耗占全国总能耗的70％，工业余热量大，但利用率低，现阶段至少50％工业余热浪费掉。 适用于中低品位热能回收利用的小型小流量膨胀机中一个最有可能突破的方向就是单螺杆膨胀机技术。单螺杆膨胀机兼具速度型和容积型膨胀机的特点，其受力平衡、寿命长、压比高、容积效率最高、结构最简单等。本文主要研究其性能影响因素及变工况下单螺杆膨胀机有机朗肯循环系统分析。本文的主要内容如下: (1)对单螺杆膨胀机性能测试实验台进行改建完善，已改建实验台主要包括单螺杆膨胀机系统、空气压缩加热系统、蒸汽发生系统、润滑油循环系统、数据测量与采集系统、测功系统等。 (2)进行进气压力0.5～1.0MPa，无润滑油的情况以及加入15＃、32＃、46＃、68＃、100＃五种润滑油时单螺杆膨胀机的工作特性的研究，实验表明:单螺杆膨胀机的进气压力在0.5～0.7MPa之间时，加入低粘度(15＃)润滑油时单螺杆膨胀机的性能要优于加入其他粘度（牌号）润滑油时的性能;进气压力在0.7～1.0MPa之间时，加入粘度较高的润滑油时单螺杆膨胀机的性能要好，但差异不明显。 (3)进行进气压力0.5～1.0MPa，转速在1400r/min，进气温度为30℃、60℃、90℃时单螺杆膨胀机的工作特性的研究，实验表明:进气压力的升高导致单螺杆膨胀机的扭矩和功率均逐渐增大，气耗率随进气压力的升高而降低，总效率呈现先增大后减小的趋势。总体来看，转速较低的情况下进气温度较低时单螺杆膨胀机的性能最优。 (4)通过对以往实验数据的总结，对以不同温度压缩空气为工质的单螺杆膨胀机性能实验数据进行分析、拟合，得到转速在3000r/min时单螺杆膨胀机的扭矩和功率随进口温度的升高而增大，随其进口温度的不断升高扭矩和功率的增大幅度也在增加;气体消耗率随其进口温度的升高而减小，并且随进口温度的不断升高，气耗率减小的趋势越明显;总效率随其进口温度的升高而增大，并且随进口温度的不断升高，总效率增大的幅度越大。 (5)模拟研究了热源温度、热源热水流量和冷却循环水温度对单螺杆膨胀机有机朗肯循环系统的影响。模拟结果表明:对于已定的有机朗肯循环系统存在最优的热源温度和热水流量使循环热效率最高;冷却水温度的升高会导致系统热效率的明显下降。