周子成

5 第四部分

三孔口冷凝波转子系统

5.1 波转子工作原理

波转子的基本特点是围绕圆柱形转子轴向布置的几个流道,装配在两个静止端板之间作旋转运动,每一静止端板有几个控制流体通过流道流动的孔口或阀件。依靠圆柱形转子的旋转,流道两端定期接触位于端板上的固定孔口,造成流道内的初始压缩和膨胀波。因此,与一个稳定流动的气体压缩或膨胀的涡轮机组不同,波转子是在单一的组件内完成一个压缩和膨胀。

图4.1表示了旋转的波转子设备。在每个静止端板上有几个孔口,图中的每一端板上有两个孔口。对于不同的应用场合,孔口数及其位置不同。在实用上,为了尽量减少泄漏,端板和转子之间保持有一个非常小的间隙,或者端板用密封材料与转子接触。转子可以通过齿轮或皮带驱动,或最好是由电动机直接驱动 (在图上未表示)。为了使转子保持在一个正确的设计速度,所需的功率是非常小的。它只需克服转子风阻消耗的功、轴承摩擦消耗的功和接触密封的摩擦消耗的功。这些功与压缩机消耗的功相比是非常小的,它几乎可以忽略不计。另外,转子可以自驱动。这种配置称为 “自由运动转子 “,依靠与旋转方向倾斜的叶片自身驱动。在这种情况下,流入和流出流体的动量变化使转子产生旋转。

图4.1 一个典型的波转子机原理的配置

5.2 带有一个3孔口的冷凝波转子强化的R718制冷循环

在利用波机构的热力循环的潜力是在发电、动力中,自二十世纪早期推广到制冷设备以来,已经吸引了许多研究者的关注。……