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面对我国日益突出的能源问题，如何节约能源，提高能源利用率是当下面临的一项重要任务。在诸多工业过程和可再生能源利用领域，存在大量的低温热能资源，其中，有机朗肯循环(ORC)低温余热发电系统是低温热能利用的一种有效形式。单螺杆膨胀机作为新一代热工转换的通用设备，具有容积效率高、噪声低、磨损小、寿命长等优点，采用单螺杆膨胀机的ORC系统有望在低温热能发电领域获得应用，促进低温热能发电技术的发展，为节能环保贡献力量。 目前国内外开展的各类研究主要分析系统循环效率，采用的膨胀机多为成熟产品，而单螺杆膨胀机作为新一代热工转换设备，对膨胀机专门的性能研究十分缺乏，急需开展相关的研究工作。为了探索结构参数的改变对单螺杆膨胀机性能的影响，本文首先搭建并改进了单螺杆膨胀机基本性能测试实验台，根据分析认为对性能影响较大的两类结构参数分别为内容积比和间隙，实验中针对不同结构参数的八台样机进行热力性能测试，获得了不同样机的性能评价指标。但热力性能测试仅仅表现出机器实际性能，并不能给出影响其性能的主要因素及具体原因，为了了解膨胀机内部运行状况，开展了整机振动测试工作。初步实验结果表明: (1)对于小内容积比的单螺杆膨胀机，扩大配合间隙后除容积效率下降5％外，其他性能基本不变，因此，设计小内容积比膨胀机时可以适当减小配合间隙;对于大内容积比的单螺杆膨胀机，配合间隙增加后，容积效率略有下降但其他性能均有所增加，当设计大内容积比膨胀机时可以适当放大配合间隙。 (2)对于螺杆直径尺寸确定的单螺杆膨胀机，小内容积比膨胀机性能明显优于大内容积比膨胀机。 (3)螺杆与星轮啮合间隙放大后，膨胀机性能出现严重下降，在以后的设计中应避免扩大啮合间隙。 (4)随着转速提升，单螺杆膨胀机振动逐渐减小，在额定转速下运行平稳，在800～1000r/min出现共振区，1800r/min为共振点，结构参数的改变在波形和频谱图上均有所体现，频繁出现27.5Hz的星轮转频，说明星轮易出现振动故障。 通过对不同结构参数的八台单螺杆膨胀机开展不同工况下的热力性能研究，明确了结构参数的改变对单螺杆膨胀机性能的影响，为以后的结构设计提供方向性的指导。通过对单螺杆膨胀机整机开展的初步振动实验，发现了共振现象及星轮振动故障，需要本课题组进一步的深入研究，寻找振源分析振动故障具体原因并提出相应改进措施。