冷库活塞压缩机湿压缩模拟及优化研究.pdf

摘要 摘 要 目前，我国大部分中小型冷库都采用活塞压缩机，不少制冷设备都已经出现老化， 存在严重的安全风险。当压缩机处于工作状态，系统热负荷、供液调节阀、回汽阀等发 生明显变化，或者当制冷剂充注量过大，都会造成压缩机湿压缩，甚至还会出现液击现 象。轻微的液击将会压碎吸排气阀，而严重的液击则将造成压缩机的活塞、连杆或曲轴 变形，甚至造成气缸盖损坏。 正是在上述的大背景下，开启的本篇论文的研究工作。本论文的研究目的是深入研 究活塞压缩机湿压缩机理，力求为以后通过自动控制来避免液击提供理论依据，与此同 时，为了减小湿压缩造成的影响，需对制冷系统进行改造优化，进而减小压缩机耗功， 提高系统COP。本论文主要从以下几个方面进行探讨： （1）以理论为基础，确定压缩机湿压缩运行时气液两相流型，从介观热力学角度 分析整流作用，论证了活塞压缩机吸气管道处增设整流结构的可行性。 （2）基于CFD 技术，模拟活塞压缩机湿压缩工作过程，并分析各种工况下湿压缩 过程中压缩机气缸内的工质变化规律。 3 （）研究了压缩机正常工作、湿压缩工况整流前后吸排气压力、压比、吸排气温 度、热力膨胀阀出口温度、冷凝器出口温度、风机出口温度、电流以及声音变化规律。 结果表明压缩机正常工作时，整流效果不好，当湿压缩越明显时，整流越能改善湿压 缩。 （4）分析了压缩机正常工作、湿压缩工况时吸气前整流前后的比熵、冷凝器出口 比焓、吸气比焓、排气比焓、压缩机吸排气干度、压缩机耗功以及系统COP 的改变情 况。结果发现无论是压缩机正常工作还是湿压缩工况，整流均可减小压缩机耗功，提高 系统COP。 关键词 活塞压缩机；湿压缩；优化；两相流；数值模拟 - -I Abstract Abstract At present, piston compressors are used in most small and medium-sized cold storages in China, and many refrigeration equipment have been aging, which poses serious safety risks. When the compressor is in working state, the thermal load of the system, the liquid supply control valve, the return steam valve and so on will have obvious changes, or when the refrigerant filling capacity is too large, will cause the compressor wet compression, and even liquid strike phenomenon.A slight hydraulic strike will crush the suction and exhaust valves, while a severe blow will cause the piston, connecting rod or crankshaft of the compressor to deform andeven damagethecylinderhead. Just under the above context, this thesis is begun. The main purpose of this thesis is to study wet compression mechanism of compressor deeply,andtotry toprovidetheoreticalbasis for avoiding liquid hammer through automatic control in the future.At the same time, in order to reduce the impact of wet