CO2雙缸滾動(dòng)活塞膨脹機(jī)的結(jié)構(gòu)改進(jìn)和實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、制冷劑帶來(lái)的負(fù)面環(huán)境效應(yīng)受到越來(lái)越多的關(guān)注,自然工質(zhì)CO2因其優(yōu)越的環(huán)保性受到推薦和提倡。膨脹機(jī)是提高CO2跨臨界循環(huán)效率的根本性措施。本文針對(duì)已初步研制出的CO2雙缸滾動(dòng)活塞膨脹機(jī),分析其效率低的因?yàn)椴⑻岢鱿鄳?yīng)的改進(jìn)方案,最后通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證改進(jìn)后的效果。
　　 論文首先對(duì)雙缸滾動(dòng)活塞膨脹機(jī)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)規(guī)律作了概要地介紹,復(fù)核和分析了原膨脹機(jī)的結(jié)構(gòu)尺寸,得出部分關(guān)鍵參數(shù)的設(shè)計(jì)推薦值。重點(diǎn)分析了膨脹比的影響因素,發(fā)現(xiàn)中間通道容積嚴(yán)重

2、影響膨脹比,提出合理設(shè)計(jì)孔徑和長(zhǎng)度。
　　 論文介紹了摩擦磨損的相關(guān)理論,對(duì)CO2膨脹機(jī)最常發(fā)生的粘著磨損建立模型,分析了其關(guān)鍵的影響因素。在氣液兩相狀態(tài)下,含量較少的潤(rùn)滑油無(wú)法形成油膜,需單獨(dú)的供油系統(tǒng),并建議采用動(dòng)靜壓供油方式。根據(jù)CO2雙缸膨脹機(jī)不同的泄漏點(diǎn)選擇合適的密封材料。
　　 論文分析了雙缸滾動(dòng)活塞膨脹機(jī)的外泄漏和內(nèi)泄漏,采取中間隔板一體化和氣缸端面加密封圈等措施可以消除外泄漏。通過(guò)在滾動(dòng)活塞端面鍍銅能夠減

3、小泄漏間隙,還能防止產(chǎn)生粘著磨損。滾動(dòng)活塞端面同樣可以采用O型圈來(lái)增強(qiáng)密.封效果,但是需要耐磨的復(fù)合橡膠材料。為膨脹機(jī)設(shè)計(jì)一套單獨(dú)的供油系統(tǒng),減小膨脹機(jī)的摩擦磨損,同時(shí)油膜使泄漏通道變窄,降低了膨脹機(jī)的泄漏損失。
　　 利用CO2水-水熱泵系統(tǒng)完成了雙缸滾動(dòng)活塞膨脹機(jī)的實(shí)驗(yàn),包括解決實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的泄漏問(wèn)題和完成膨脹機(jī)的效率測(cè)試,得到膨脹機(jī)的初步運(yùn)行特性,其等熵效率最高達(dá)到31.79％。在各實(shí)驗(yàn)工況下,測(cè)得的膨脹比遠(yuǎn)小于設(shè)計(jì)水平,這