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做座逆流冷却技术在罗茨鼓风机中的应用

发布时间:2021-10-10 05:12:11 阅读: 来源:凸轮分割器厂家
做座逆流冷却技术在罗茨鼓风机中的应用

逆流冷却技术在罗茨鼓风机中的应用

Application of Countercurrent Cooling Technique on Roots BlowerAbstract:Theoretical analysis is carried out for application of countercurrent cooling technique used on Roots lculating formula of discharge temperature is derived Design method of Roots Blower with countercurrent cooling is ta of contrast-test is analyzed.

Key words:Roots Blower Air flow Cooling Application 一、前言 罗茨鼓风机是一种容积式压缩机械,其内部不对气体产生压缩,依靠系统的高压气体瞬时回流产生升压。因此,它具有强制排气的特性,加之输送的介质不受油污染,结构简单,维护方便,广泛应用于国民经济各部门。

罗茨鼓风机的工作原理决定了本身具有较高的排气温度,且随排气压力的升高而升高。过高的排气温度会加大叶轮和机壳的热膨胀,缩小叶轮与叶轮、叶轮与机壳、叶轮与前后墙板的工作间隙,影响罗茨鼓风机的安全运行。另外,通过传热将使润滑油、轴承和齿轮温度上升,降低罗茨鼓风机运行的可靠性。因此,罗茨鼓风机的升压往往受到排气温度的限制。采用逆流冷却技术可有效降低罗茨鼓风机的排气温度,提高排气压力(在强度、刚度允许范围内),扩大单级罗茨鼓风机的应用范围。同时,也可降低罗茨鼓风机的噪声。二、理论分析 逆流冷却是从罗茨鼓风机排出的高温度压气体中引出部分气体,经过冷却器冷却后,通过机壳的回流槽进入由机壳、叶轮、前后墙板组成的封闭腔,使该腔内的气体压力瞬时达到或接近排气压力,避免气腔与出口系统接通时高温高压气体瞬时回流产生冲击,从而降低罗茨鼓风机排气温度和脉动噪声。其原理如图1所示。图1 逆流冷却罗茨鼓风机工作原理图 在位置(a),进口状态(压力po、温度To、质量流量mo)下的气体随罗茨鼓风机运转进入风机吸气腔,其压力下降至ps,由于吸、排气腔存在一定的压差,极少量高温气体(温度Td、质量流量md)泄漏至吸气腔,与其相混合。

在位置(b),吸气过程完成,其温度上升至Ts,此时的气体状态参数为:压力ps、温度Ts、质量流量 迪芬巴赫的销售总监Markus Geier补充说:“新的Fiberforge系统是世界上最快的带状铺叠系统mo+md。

在位置(c),吸气腔与逆流通道(机壳回流槽),接通,冷却后的高压气体(压力pd、温度Tr、质量流量mr)通过机壳回流槽,使该封闭腔内的气体压力上升至pd(或接近pd)温度上升至Td。此时的气体状态参数:压力pd、温度Td、质量流量mo+md+mr。

在位置(d),闭腔与排气腔接通,气体随罗茨鼓风机运转被推至排气口,进入输送系统。

罗茨鼓风机采用逆流冷却技术的主要目的是降低排气温度,提高排气压力。其排气温度计算公式推导如下:

假设罗茨鼓风机运转过程存在下述条件:

(1)风机与外界无热交换;

(2)气体回流瞬时完成。

其过程状态方程为:

PoVt=mtRTo(1) CpmoTo+CpmdTd=Cp(mo+md)Ts(2) PsVt=(mo+md)RTs(3) Cv(mo+md)Td+CpmrTr=Cv(mo+md+mr)Ts(4) PdVt=(mo+md+mr)RTd(5) ηv=mo/mt(6)式中 ηv——容积效率

选择时要斟酌到mt——理论质量流量

由(1)~(6)可导出风机理论排气温度公式为:

Td=(ηv+ε-1)kTo/〔kηv+(ε-1)To/Tr〕(7)式中 ε=Pd/Po,k——绝热指数

罗茨鼓风机无逆流冷却时理论排气温度公式为:

Td′=(ε-1)(k-1)To/(kηv)+To(8) 以我厂的RD—125风机为也可按用户要求的格式对实验报告进行编程和打印;例,设其转速为1750r/min,进口状态为标准吸气状态,气体逆流冷却后的温度为40℃,进行理论目前市场上有些电子拉力实验机采取减速机排气温度比较(见图2),可得出在相同升压下采用逆流冷却技术时的理论排气温度(曲线Ⅰ)比无逆流冷却时的理论排气温度(曲线Ⅱ)要低,升压越高越明显。图2 升压与理论温度曲线图三、设计要点 当罗茨鼓风机升压受到排气温度限制,而强度、刚度及轴承寿命又允许其升压进一步提高时,即可采用逆流冷却技术降低排气温度,提高升压。其设计步骤简要介绍如下。

1.计算轴和叶轮的强度、刚度及轴承、齿轮寿命,确定其允许升压范围。

2.设定逆流气体经冷却后的温度,根据公式(7)计算各升压点下的排气温度,再结合强度、刚度和轴承、齿轮寿命允许的升压,综合确定其最高升压。

3.计算逆流气体

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