渦旋式流體機(jī)械與渦旋壓縮機(jī)

前言

　　渦旋式流體機(jī)械，是一種新型、高效、節(jié)能、省材的容積式流體機(jī)械。其工作原理是：依靠?jī)蓽u旋盤(pán)上的渦旋齒的多點(diǎn)嚙合形成多個(gè)月牙形封閉工作容積，在曲軸和專門(mén)的防轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的帶動(dòng)和制約下，兩渦旋盤(pán)之間實(shí)現(xiàn)相對(duì)公轉(zhuǎn)平動(dòng)，嚙合點(diǎn)沿著齒壁連續(xù)移動(dòng)，所形成的月牙形工作腔實(shí)現(xiàn)周期性的容積變化，從而實(shí)現(xiàn)氣體的吸入、壓縮和排出，完成氣體的壓縮和輸送。早在1905年法國(guó)工程師Cruex就發(fā)明了渦旋發(fā)動(dòng)機(jī)并申請(qǐng)美國(guó)專利，但在之后的70年里并沒(méi)有得到工業(yè)應(yīng)用，其重要原因是當(dāng)時(shí)一些關(guān)鍵技術(shù)還沒(méi)有解決，也不具備高精度渦旋型線的加工能力。自20世紀(jì)80年代以來(lái)，由于高精度數(shù)控加工技術(shù)的迅猛發(fā)展和能源危機(jī)對(duì)高效產(chǎn)品的需求，給渦旋機(jī)械的發(fā)展帶來(lái)了機(jī)遇。渦旋機(jī)械以其結(jié)構(gòu)緊湊、高效節(jié)能、微振低噪和可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，已被廣泛地應(yīng)用于空調(diào)、制冷、各種氣體壓縮、增壓器、真空泵和液壓泵等領(lǐng)域。目前，在大氣量范圍使用、提高加工質(zhì)量和產(chǎn)品性能以及降低成本等方面，人們正在繼續(xù)探索和努力。　　本書(shū)由劉振全主編，王君和強(qiáng)建國(guó)任副主編，由杜桂榮主審。參加編寫(xiě)的還有彭斌、劉濤、劉興旺、趙熳、李超和馬小禮等。本書(shū)包含了作者和其同伴們20多年來(lái)對(duì)渦旋機(jī)械的理解、理論研究成果和設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。主要作者1985～1986年在英國(guó)學(xué)習(xí)期間，收集了有關(guān)渦旋壓縮機(jī)的資料，回國(guó)后于1987年開(kāi)始渦旋機(jī)械的研究，又于1994年到日本靜崗大學(xué)與日本渦旋壓縮機(jī)權(quán)威專家進(jìn)行為時(shí)半年的渦旋壓縮機(jī)的合作科研。多年來(lái)，作者和他領(lǐng)導(dǎo)的課題組在渦旋壓縮機(jī)的型線嚙合理論、線型修正、機(jī)構(gòu)模型、徑向隨變技術(shù)、優(yōu)化設(shè)計(jì)方法和多渦旋齒結(jié)構(gòu)等方面取得了大量科研成果；承擔(dān)國(guó)家和省部級(jí)科研開(kāi)發(fā)課題多項(xiàng)，獲得多項(xiàng)國(guó)家發(fā)明專利，撰寫(xiě)學(xué)術(shù)論文200余篇，并研制了多種用途的樣機(jī)產(chǎn)品。其中，QWR90－3.75Ⅲ型渦旋式空調(diào)壓縮機(jī)被國(guó)家科委等五部委推薦為1997年國(guó)家重點(diǎn)新產(chǎn)品，并于1999年獲甘肅省科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)和國(guó)家科技進(jìn)步三等獎(jiǎng)?！　”緯?shū)是一部全面系統(tǒng)描述渦旋機(jī)械的專著，適合制冷、空調(diào)、流體機(jī)械及化工機(jī)械等專業(yè)中等以上的工程技術(shù)人員閱讀，也可供大專院校師生參考?！　〕鲜鋈藛T外，先后參加蘭州理工大學(xué)渦旋壓縮機(jī)課題組的人員還有歐陽(yáng)林子、於時(shí)才、海建中、白仕保、陳明義、陳仰賢、邵兵和王英等。

內(nèi)容概要

渦旋式流體機(jī)械，是一種新型、高效的容積式流體機(jī)械。渦旋機(jī)械以其結(jié)構(gòu)緊湊、高效節(jié)能、微振低噪和可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，已被廣泛地應(yīng)用于空調(diào)、制冷、各種氣體壓縮、增壓器、真空泵和液壓泵等領(lǐng)域。    本書(shū)是一部系統(tǒng)描述渦旋機(jī)械的專著，主要對(duì)渦旋機(jī)械的運(yùn)動(dòng)特性與型線的嚙合、渦旋齒型線及其幾何理論、渦旋齒型線修正、渦旋機(jī)械的設(shè)計(jì)與加工、渦旋壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)及應(yīng)用等作了詳盡的闡述。        本書(shū)供制冷、空調(diào)、流體機(jī)械及化工機(jī)械等專業(yè)的工程技術(shù)人員參考，也可供大專院校相關(guān)專業(yè)師生參考。

書(shū)籍目錄

前言主要符號(hào)表第1章　渦旋機(jī)械概述　1.1　渦旋機(jī)械的結(jié)構(gòu)原理　1.2　渦旋壓縮機(jī)的主要特點(diǎn)　1.3　渦旋機(jī)械的發(fā)展歷史　1.4　渦旋機(jī)械的應(yīng)用領(lǐng)域　1.5　渦旋機(jī)械理論的研究現(xiàn)狀　1.6　渦旋機(jī)械的發(fā)展趨勢(shì)　參考文獻(xiàn)第2章　渦旋機(jī)械的運(yùn)動(dòng)特性與型線的嚙合　2.1　公轉(zhuǎn)型和回轉(zhuǎn)型渦旋機(jī)械　2.2　渦旋機(jī)械的機(jī)構(gòu)模型　2.3　渦旋型線的嚙合理論　參考文獻(xiàn)第3章　渦旋齒型線及其幾何理論　3.1　渦旋壓縮機(jī)的工作原理　3.2　圓漸開(kāi)線渦旋齒的幾何理論　3.3　渦旋齒壁型線的生成　3.4　渦旋齒型線　參考文獻(xiàn)第4章　渦旋齒的型線修正　4.1　型線修正的意義　4.2　渦旋齒雙圓弧修正齒形生成的圖解法　4.3　雙圓弧修正的解析法設(shè)計(jì)　4.4　渦旋齒雙圓弧修正的原理　4.5　多對(duì)圓弧修正方法　4.6　其他修正方法　參考文獻(xiàn)第5章　多渦旋齒型線和型線修正　5.1　雙渦旋齒渦旋壓縮機(jī)的工作過(guò)程　5.2　多渦旋齒渦旋盤(pán)的幾何理論　5.3　多渦旋齒型線　5.4　多渦旋齒的型線修正　參考文獻(xiàn)第6章　渦旋機(jī)械的力分析　6.1　單渦旋齒氣體力分析　6.2　雙渦旋齒氣體力分析　6.3　非整數(shù)圈渦旋齒的氣體力分析　6.4　渦旋機(jī)械主要零件的受力分析　參考文獻(xiàn)第7章　渦旋壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)與渦旋機(jī)械的應(yīng)用　7.1　渦旋壓縮機(jī)的類型　7.2　全封閉渦旋壓縮機(jī)　7.3　開(kāi)啟式渦旋壓縮機(jī)　7.4　渦旋機(jī)械的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)　7.5　渦旋機(jī)械的軸向隨變　7.6　渦旋機(jī)械的徑向隨變　7.7　渦旋機(jī)械的密封　7.8　渦旋機(jī)械的潤(rùn)滑　7.9　渦旋壓縮機(jī)的動(dòng)平衡　7.10　渦旋機(jī)械的應(yīng)用　參考文獻(xiàn)第8章　渦旋壓縮機(jī)熱力過(guò)程與傳熱　8.1　渦旋壓縮機(jī)熱力過(guò)程方程　8.2　渦旋壓縮機(jī)的泄漏模型　8.3　渦旋壓縮機(jī)的能量方程　8.4　渦旋壓縮機(jī)的工作循環(huán)　8.5　壓縮機(jī)中的傳熱　參考文獻(xiàn)第9章　渦旋機(jī)械的設(shè)計(jì)與加工

章節(jié)摘錄

　　第1章 渦旋機(jī)械概述　　1.1 渦旋機(jī)械的結(jié)構(gòu)原理　　渦旋機(jī)械是一種新型容積式流體機(jī)械，主要由動(dòng)渦旋、靜渦旋、防自轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、曲軸和支架體等零部件組成，如圖1-1所示。其中，兩渦旋盤(pán)偏心一定距離相對(duì)旋轉(zhuǎn)180°對(duì)插在一起。這樣兩渦旋盤(pán)上的渦旋齒之間實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)嚙合，形成了多組月牙形封閉的工作腔容積；隨著主軸的旋轉(zhuǎn)，所形成的多個(gè)嚙合點(diǎn)沿著渦旋齒齒壁由外向內(nèi)連續(xù)移動(dòng)，所形成的多組月牙形工作腔容積逐漸由大變小，從而實(shí)現(xiàn)封閉工作腔容積的周期性變化，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了氣體的吸人、壓縮和排出?！　?dòng)渦旋和靜渦旋的結(jié)構(gòu)十分相似，都是由端板和端板上伸出的渦旋齒所組成，在工作中一渦旋盤(pán)靜止不動(dòng)，稱之為靜渦旋盤(pán)，而另一渦旋盤(pán)作公轉(zhuǎn)平動(dòng)，稱之為動(dòng)渦旋盤(pán)。動(dòng)渦旋盤(pán)如圖1-2所示。　　動(dòng)渦旋在專用的防自轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的約束下，由主軸帶動(dòng)作公轉(zhuǎn)平動(dòng)（即無(wú)自轉(zhuǎn)，只有公轉(zhuǎn)），這種特定的裝配和運(yùn)動(dòng)，使得動(dòng)、靜渦旋齒之間所形成的多對(duì)月牙形封閉工作腔容積由大變小，實(shí)現(xiàn)周期性的容積變化。當(dāng)主軸處于某一旋轉(zhuǎn)角度時(shí)，最外圈的一對(duì)封閉的工作腔容積開(kāi)啟，吸氣過(guò)程開(kāi)始；當(dāng)主軸旋轉(zhuǎn)一周后，這一對(duì)工作腔關(guān)閉，形成封閉的工作腔容積，吸氣過(guò)程結(jié)束；同在這新吸氣腔形成的這一轉(zhuǎn)中，前一轉(zhuǎn)所形成的封閉吸氣腔已同時(shí)開(kāi)始?jí)嚎s過(guò)程。　　……

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