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中文譯文螺桿壓縮機(jī)N.斯托西奇史密斯先生 A 科瓦切維奇螺桿壓縮機(jī)計(jì)算的數(shù)學(xué)模型和性能尼古拉教授斯托西奇教授伊恩史密斯博士艾哈邁德科瓦切維奇工程科學(xué)和數(shù)學(xué)北安普敦廣場(chǎng)倫敦城市大學(xué)英國(guó)電子郵件：n.stosic@city.ac.uk i.k.smith@city.ac.uk a.kovacevic@city.ac.uk國(guó)會(huì)圖書(shū)館控制號(hào)：2004117305isbn-10 3-540-24275-9 紐約施普林格柏林海德堡isbn-13 978-3-540-24275-8 紐約施普林格柏林海德堡這項(xiàng)工作是受版權(quán)保護(hù),我們保留所有權(quán)利。無(wú)論材料的全部或部分關(guān)注的是特定的權(quán)利，尤其是翻譯，轉(zhuǎn)載，插圖，朗誦，廣播復(fù)用或以任何其他方式復(fù)制，并在銀行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的權(quán)利。本出版物或其部分僅僅是在 1965 年 9 月 9 日的德國(guó)版權(quán)法規(guī)定允許復(fù)制，目前的版本，并允許使用必須得到施普林格的允許。違法行為將會(huì)遭受德國(guó)版權(quán)法的起訴。施普林格是施普林格科學(xué)+商業(yè)媒體的一部分springeronline.com施普林格出版社柏林印刷在荷蘭海德堡 2005一般描述性名稱(chēng)，注冊(cè)域名，商標(biāo)的使用，本出版物中做等。排版：由作者使用施普林格乳膠宏包封面設(shè)計(jì)：中部，柏林打印在無(wú)酸紙旋轉(zhuǎn)：11306856 62／3141／JL 543210雖然螺旋機(jī)的工作原理，壓縮機(jī)或膨脹機(jī)，已超過(guò) 100 年，這是在過(guò)去的 30 年里，這些機(jī)器已經(jīng)被廣泛使用。主要因?yàn)橐郧八麄儾扇×讼鄬?duì)貧窮的效率和制造成本高的轉(zhuǎn)子。兩個(gè)主要的技術(shù)革新解決了這些困難。第一個(gè)出現(xiàn)在 1973 年的不對(duì)稱(chēng)轉(zhuǎn)子。這減少了打擊孔的面積，這是內(nèi)部泄漏的主要來(lái)源，約 90%，從而提高了熱力學(xué)效率，這些機(jī)器大約是傳統(tǒng)的往復(fù)式壓縮機(jī)的同一水平。第二個(gè)是精密螺紋銑削機(jī)床。這使它能夠制造形狀復(fù)雜的物品，如轉(zhuǎn)子，既準(zhǔn)確又便宜。從那以后，由于他們不斷改進(jìn)，可靠性高性能和緊湊的形式，螺桿壓縮機(jī)已越來(lái)越多的占領(lǐng)壓縮機(jī)市場(chǎng)，尤其是在壓縮空氣生產(chǎn)的領(lǐng)域，制冷和空調(diào)，而今天，制造工業(yè)壓縮機(jī)占相當(dāng)大的比例是也這種類(lèi)型的。盡管，現(xiàn)在廣泛使用的螺桿壓縮機(jī)和許多科學(xué)發(fā)展論文出版，只有一小部分教科書(shū)已經(jīng)出版，使其操作和沒(méi)有這些原則的論述嚴(yán)謹(jǐn)是英文的。本書(shū)的出版恰逢城市大學(xué)第十周年的設(shè)立。它為正位移壓縮機(jī)技術(shù)突出貢獻(xiàn)，位于倫敦，如果不是他，這所有的材料就不會(huì)被發(fā)明。它的目的是給了藝術(shù)的狀態(tài)的數(shù)據(jù)匯總。在一個(gè)單一的體積的可用性將幫助工程師在工業(yè)取代基于一個(gè)簡(jiǎn)單的假設(shè)壓縮程序設(shè)計(jì)固定的理想氣體的質(zhì)量，通過(guò)更多的最新方法。這些都是基于計(jì)算機(jī)模型，模擬實(shí)際的壓縮和膨脹過(guò)程更可靠，通過(guò)允許泄漏，入口和出口和其他損失，和工作過(guò)程中的實(shí)際性質(zhì)的假設(shè)。同時(shí)，方法提出了發(fā)展轉(zhuǎn)子，基于齒輪嚙合的數(shù)學(xué)理論，而不是經(jīng)驗(yàn)曲線(xiàn)擬合。此外，一些描述包括通過(guò)這些機(jī)器的熱三維建模程序和如何相互作用的轉(zhuǎn)子和殼體之間產(chǎn)生性能的變化，至今無(wú)法計(jì)算。結(jié)果表明，只有一小數(shù)量的輸入?yún)?shù)來(lái)描述的幾何形狀和螺桿壓縮機(jī)的性能。這使得它很容易控制的設(shè)計(jì)過(guò)程，修改陽(yáng)離子可以交叉引用通過(guò)設(shè)計(jì)軟件程序，從而節(jié)省計(jì)算機(jī)重新來(lái)源和設(shè)計(jì)時(shí)間，與傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法相比。所有所描述的分析程序，已經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的機(jī)器目前在工業(yè)生產(chǎn)中，已經(jīng)導(dǎo)致在性能和尺寸和降低成本的改進(jìn)，它幾乎沒(méi)有考慮可能十年前就。此外，在所有情況下，這些應(yīng)用，分析模型的精度提高了預(yù)測(cè)值與實(shí)測(cè)性能大大減少開(kāi)發(fā)時(shí)間和成本彪密切之間的協(xié)議。此外，的操作原則所帶來(lái)的這些研究更好的理解導(dǎo)致螺桿壓縮機(jī)和膨脹機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)展。人們希望這項(xiàng)工作將刺激在一個(gè)地區(qū)，那里的進(jìn)一步的興趣，雖然已經(jīng)取得了很大進(jìn)展，顯斜面的進(jìn)步仍然是可能的。倫敦，二月 2005 伊恩史密斯艾哈邁德尼古拉斯托西奇科瓦切維奇符號(hào)A 通道橫截面，油滴表面總面積a 聲音的速度C 轉(zhuǎn)子中心的距離，比熱容，湍流模型常數(shù)d 油滴的平均直徑e 內(nèi)部能量f 體力h 比焓 h= H（θ）,，對(duì)流換熱系數(shù)石油和天然氣之間的系數(shù)i 單位向量I 單位張量k 電導(dǎo)率，湍流動(dòng)能，時(shí)間常數(shù)m 質(zhì)量入口或出口質(zhì)量的流量 = （θ）. .mp 轉(zhuǎn)子引線(xiàn)，在工作腔壓力（P = Pθ）P 湍流動(dòng)能的生產(chǎn)q 源項(xiàng)熱傳遞率的和壓縮機(jī)之間的環(huán)境 = （θ）.Q.Q.r 轉(zhuǎn)子半徑s 磁極和轉(zhuǎn)子接觸點(diǎn)之間的距離，控制體積的表面t 時(shí)間T 扭矩，溫度u 固體位移U 內(nèi)在的能量W 輸出功v 速度w 流體速度V 的壓縮機(jī)工作腔 V = V 局部體積（θ）體積.x 轉(zhuǎn)子坐標(biāo)，干度，空間坐標(biāo)y 轉(zhuǎn)子坐標(biāo)z 軸坐標(biāo)希臘字母α 溫度膨脹系數(shù)Γ 擴(kuò)散系數(shù)ε 湍流動(dòng)能耗散ηi 絕熱效率ηt 等溫效率ηv 容積效率? 具體變量φ 指定變量λ 變跛μ 有效粘度ρ 密度σ 普朗特?cái)?shù)θ 轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)角ζ 復(fù)合動(dòng)能，地方和點(diǎn)電阻ω 有效的角速度旋轉(zhuǎn)前檢查D 微分? 增量下標(biāo)Eff 效率G 空氣In 流動(dòng)F 飽和液體G 飽和蒸汽指示器Ind 指針l 泄漏oil 油out 外流p 前步迭代計(jì)算s 固體T 湍流W 節(jié)圓1 主轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子上游條件的2 門(mén)，下游的條件內(nèi)容1 引言............................................................................11.1 基本概念...................................................................41.2 螺桿式空壓機(jī)的類(lèi)型.........................................................71.2.1 噴射的油機(jī)...........................................................71.2.2 無(wú)油機(jī) ..............................................................71.3 螺桿機(jī)械設(shè)計(jì)...............................................................81.4 螺桿壓縮機(jī)的實(shí)踐 ........................................................101.5 近期發(fā)展.................................................................121.5.1 轉(zhuǎn)子型線(xiàn) ...........................................................131.5.2 壓縮機(jī)設(shè)計(jì)..........................................................172 螺桿壓縮機(jī)的幾何...........................................................192.1 包絡(luò)法為基礎(chǔ)螺桿壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子的分析 ........................................ 192.2 螺桿壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子............................................................202.3 轉(zhuǎn)子型線(xiàn)計(jì)算 ............................................................232.4 最受歡迎的轉(zhuǎn)子型線(xiàn) ......................................................232.4.1 演示轉(zhuǎn)子型線(xiàn)（“N”轉(zhuǎn)子產(chǎn)生）.........................................242.4.2SKBK 簡(jiǎn)介.............................................................262.4.3 復(fù)盛公司簡(jiǎn)介.........................................................272.4.4“超級(jí)”簡(jiǎn)介..........................................................272.4.5“西格瑪”簡(jiǎn)介........................................................282.4.6“CYCLON”利潤(rùn)........................................................282.4.7 對(duì)稱(chēng)信息.............................................................292.4.8SRM“A”簡(jiǎn)介............................................................302.4.9SRM“D”簡(jiǎn)介...........................................................312.4.10SRM“G”簡(jiǎn)介.........................................................322.4.11 市“N”生成機(jī)架轉(zhuǎn)子簡(jiǎn)介..............................................322.4.12“N”檔案的特性......................................................342.4.13 鼓風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子簡(jiǎn)介.......................................................392.5 轉(zhuǎn)子位置識(shí)別在壓縮機(jī)軸承..................................................402.6 轉(zhuǎn)子制造工具 .............................................................452.6.1 滾齒工具.............................................................452.6.2 銑削和磨削工具.......................................................482.6.3 量化的制造缺陷.......................................................483 螺桿壓縮機(jī)性能的計(jì)算....................................................... 49 3.1 一維數(shù)學(xué)模型............................................................. 493.1.1 守恒方程和輔助控制量的關(guān)系?！?.503.1.2 吸、排氣口..............................................................533.1.3 氣體泄漏................................................................543.1.4 油或液體噴射............................................................553.1.5 流體性質(zhì)的計(jì)算..........................................................57 3.1.6 解法壓縮機(jī)熱力學(xué)........................................................583.2 壓縮機(jī)的整體參數(shù)..........................................................593.3 壓力署理螺桿壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子上................................................. 613.3.1 壓力徑向力和扭矩的計(jì)算. . …………………………………………………………...613.3.2 轉(zhuǎn)子彎曲變形............................................................ 643.4 優(yōu)化的螺桿壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子型線(xiàn)，壓縮機(jī)設(shè)計(jì)及運(yùn)行參數(shù) ...........................653.4.1 優(yōu)化原理................................................................653.4.2 最小化方法用于螺桿壓縮機(jī)的優(yōu)化..........................................673.5 三維 CFD 和結(jié)構(gòu)的螺桿壓縮機(jī)................................................714 螺桿壓縮機(jī)設(shè)計(jì)的原則................ .............. …..................... 774.1 余隙管理........................ ...... ..................................784.1.1 負(fù)載的可持續(xù)發(fā)展 .............. ........................................794.1.2 壓縮機(jī)規(guī)模..................... .........................................804.1.3 轉(zhuǎn)子的配置.................... ....................... ..................824.2 計(jì)算示例：5-6-128mm 產(chǎn)品油充足的空氣壓縮機(jī)................................. 824.2.1 模型的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證............ .............. ...............................845 現(xiàn)代螺桿壓縮機(jī)設(shè)計(jì)的例子........ .............. ............................895.1 無(wú)油螺桿壓縮機(jī)的設(shè)計(jì)基于 3-5“N”轉(zhuǎn)子......................................905.2 家庭設(shè)計(jì)油淹沒(méi)基于螺桿壓縮機(jī) 4-5“N”轉(zhuǎn)子.................................. 935.3 更換轉(zhuǎn)子設(shè)計(jì) 油螺桿壓縮機(jī) ......... ...................................... 965.4 制冷壓縮機(jī)................. ............. ............................... 1005.4.1 優(yōu)化制冷螺桿壓縮機(jī).. ..... ........... .................................1025.4.2 使用新的轉(zhuǎn)子簡(jiǎn)介 ....................... .............................. 1035.4.4 通過(guò)補(bǔ)氣口的電機(jī)冷卻在半封閉壓縮機(jī)..................................... 1035.4.5 多轉(zhuǎn)子螺桿壓縮機(jī)................. ..................................... 1045.5 多功能螺絲機(jī) ........................................................... 1085.5.1 同時(shí)壓縮和擴(kuò)展一對(duì)轉(zhuǎn)子................................................. 1085.5.2 多功能螺桿轉(zhuǎn)子的設(shè)計(jì)特點(diǎn)........ .......................................109 5.5.3 在壓縮機(jī)，膨脹機(jī)轉(zhuǎn)子的平衡力量.. .......................................1105.5.4 多功能螺絲機(jī)的例子.... .................................................1116 結(jié)論......................................................................117A 包絡(luò)法的比率............................................................. 119B 雷諾運(yùn)輸定理..............................................................123C 工作流體性質(zhì)的估算........................................................127引用........................................................................133