离心式冷水机组结构剖析(2)

来源:百科故事网 时间:2020-12-19 属于: 机械设计
三、喘振的形成与负荷调节

(一)喘振的形成
  喘振是离心式压缩机所固有的特性,当负荷降低压缩机的排气量小于某一极限点时,压缩机叶轮和扩压器流道内的气体产生严重的气流旋转脱离,使气体流动严重恶化,压缩机出口压力低于冷凝器中的压力,气流倒流向压缩机,一直到排气压力高于冷凝压力为止,这时倒流停止,压缩机正常工作;而较低的负荷使压缩机的排量又慢慢减小气体又发生倒流,如此周而复始,在系统中产生了周期性的气流振荡现,称为喘振。喘振发生的时候在机房可听到间断性的较强噪音。

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    负荷和压比是喘振发生的直接原因,叶轮及扩压器根据满负荷进行设计,如果满负荷吸气量为Qmax,排气口截面积为S,满负荷排气速度为:Vmax=Qmax/S气体动能:Emax=m(Vmax)2

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  如果机组负荷下降,压缩机吸气量Q也降低,即Q<Qmax,压缩机排气口截面积仍为S,气体排气速度V<Vmax,气体动能:E=mV2<Emax,经过扩压腔,由于动能降低,压力能也降低,当排气压力<冷凝压力,气流倒流回叶轮,喘振发生。

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  叶轮中的旋转脱离及扩压通道中边界层的分离:
  扩压器流道内气体的流动,来自叶轮对气体所作功转变成的动能,边界层内的气体流动主要靠主流中传递的动能克服壁面的阻力。当气体流量减少,动能减少到不能克服边界层的压力差继续前行时,就产生旋涡和倒流,使气流边界层分离。

离心式冷水机组结构剖析(2)离心式冷水机组结构剖析(2)

(二)负荷调节
(1)导叶调节

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(2)扩压器
    可调节扩压器
  在工况变化时通过改变扩压器的流道的减小排气流道截面积从而增大制冷剂速率来防止喘振2

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    散流滑块:可以精确地调节压缩机排气口截面积,使排气速率保持恒定。旋转扩压器:通过内环的转动调整通道面积和气流方向,改善部分负荷运行性能并提高运行稳定性。

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  离心式冷水机组结构剖析
(三)节流装置
  1)先导式热力膨胀阀

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  感知蒸发器过热度,并将其控制在0.5℃,当负荷在10-100%范围内变化时,均能高效运行。其工作原理:随着负荷降低,制冷剂蒸发量减少;壳内蒸发趋于平缓,换热强度减弱,先导热力膨胀阀使过热度维持在0.5℃,蒸发器中制冷剂液面上升。
  2)复式固定孔板

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离心式冷水机组结构剖析(2)离心式冷水机组结构剖析(2)离心式冷水机组结构剖析(2)

  3)线性浮球阀

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  建立液封,消除蒸气旁通导致效率降低,相比固定节流方式保证良好的部分负荷性能,简单但经济的设计。
  4)可调节孔板

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  采用可调节孔板进行节流,节流过程中压力损失小,调节速度快,精度高,有效提高了机组的效率;微电脑感知蒸发器液位并自动调节孔板开度;当负荷在10-100%范围内变化时,均能高效运行。
  5)电子膨胀阀

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  根据温度反馈,控制电子膨胀阀的开度,实现温度的精确控制,有利的保证机组运行的稳定。
  6)小结:
  热力膨胀阀:按吸气过热度的变化,对机组的负荷进行精密的调节,即精密的调节制冷剂流量,使机组在部分负荷下具有更佳的效率和机组运行的可靠性。热敏元件易老化失效,影响控制精度,需定期检修更换。浮球阀节流:有泄漏可能,可靠性差,同时调节部件较多,设备的故障率高;通过冷凝器中液位的变化进行供液调节,不能直接反映系统冷量的需求情况,导致机组的调节性能及可靠性均较差。可变孔板:可П3掷淠器与蒸发器内的最佳的制冷剂液位,调节效果好,可靠性高;但在低负荷时效率变差,特别是在高蒸发器出水温度和低冷凝器进水温度时更加明显。
  回顾下,节流装置在系统的环节

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