滑片膨胀机滑片摩擦损失的理论分析及实验验证  

Modeling and Experimental Investigation on the Vane Friction in a Rotary Vane Expander

作　　者：杨炳春[1] 孙少毅[1] 彭学院[1] 郭蓓[1] 邢子文[1] 

机构地区：[1]西安交通大学能源与动力工程学院,陕西西安710049

出　　处：《润滑与密封》2008年第5期1-4,18,共5页Lubrication Engineering

基　　金：教育部新世纪人才支持计划资助项目(NCET-06-0836);国家自然科学基金项目(50706035)

摘　　要：滑片膨胀机内滑片与转子及气缸之间的摩擦损失是影响滑片膨胀机热力性能的重要因素。建立了滑片膨胀机内滑片动力学模型,对滑片运动引起的摩擦损失进行了计算,并对计算结果进行了试验验证。研究结果表明:在1 000r/m in的设计工况下,滑片槽底部安装有弹簧的滑片产生的摩擦功为80 W,该摩擦使得膨胀机的绝热效率降低20%。去掉弹簧后的滑片摩擦功减少了68.3%,但会导致滑片顶部脱离气缸,从而使高压气体大量泄漏。通过进一步对滑片膨胀机的结构参数进行了优化,寻找在保证滑片顶部与气缸的贴合紧密的前提下降低摩擦损失的合理方案。研究发现:增加滑片质量,滑片槽底部充适当压力气体,以及降低气缸内圆轮廓型线的偏心率都可以确保滑片顶部与气缸贴合紧密并且有效降低摩擦损失。3种优化方案可以分别将摩擦损失降低到现有样机的64.3%,36.5%和25.9%。The friction loss between the vane and the cylinder as well as the rotor has a significant influence on the thermodynamic performance of the rotary vane expander.The dynamics of the vane was modeled and the friction loss associated with the vane was estimated.The experimental investigation on the friction losses in a rotary vane expander prototype was carried out to verify the model.It is found that the friction loss associated with the vanes is 80 W at the design speed of 1 000 r/min,which reduces the adia...

关 键 词：滑片膨胀机 摩擦损失 优化设计 

分 类 号：TH117.1[机械工程—机械设计及理论]