2、正交試驗(yàn) 進(jìn)行正交試驗(yàn)前,必須先設(shè)計(jì)正交試驗(yàn)表格,合理地選擇試驗(yàn)條件進(jìn)行試驗(yàn),通過(guò)較少量的試驗(yàn)獲得較多的信息,以達(dá)到優(yōu)化設(shè)計(jì)的目的[3],如表1,2所示。
3、試驗(yàn)結(jié)果及分析 各因素對(duì)壓縮機(jī)性能的影響如圖1~4所示(圖中,1為油的種類對(duì)結(jié)果的影響;2為換熱器的厚度對(duì)結(jié)果的影響;3為扇葉角度對(duì)結(jié)果的影響;4為風(fēng)扇直徑對(duì)結(jié)果的影響;5為風(fēng)扇電機(jī)的頻率對(duì)結(jié)果的影響;6為環(huán)境溫度對(duì)結(jié)果的影響)。 3.1 各因素對(duì)壓縮機(jī)排氣溫度的影響 各因素對(duì)壓縮機(jī)排氣溫度的影響見(jiàn)圖1。 從圖1可以看出,影響壓縮機(jī)排氣溫度的因素主要為環(huán)境溫度,其次為換熱器的厚度及風(fēng)扇電機(jī)頻率。在排氣壓力為0.7MPa時(shí),各因素對(duì)排氣溫度的影響如下: (1)環(huán)境溫度高則吸氣溫度高,壓縮機(jī)的排氣溫度也高,環(huán)境溫度為46℃時(shí)的排氣溫度比16℃時(shí)的排氣溫度高28℃。 (2)換熱器越厚,壓縮機(jī)的換熱效果越好,排氣溫度越低。換熱器厚度為90mm時(shí)的排氣溫度比65mm時(shí)的排氣溫度低4.1℃;換熱器的厚度對(duì)壓縮機(jī)的排氣溫度影響并不是很大,所以,為了改善換熱效果,盲目地通過(guò)增大換熱器的厚度并不能起到良好的效果。因?yàn)殡m然換熱器厚度增大后會(huì)使換熱面積增大,但同時(shí)也會(huì)使換熱器阻力增大,通過(guò)換熱器的冷風(fēng)流速降低,致使換熱效果變差。 (3)風(fēng)扇電機(jī)的頻率高則風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速快,單位時(shí)間內(nèi)的排風(fēng)量就大,冷卻效果好,排氣溫度低,風(fēng)扇電機(jī)頻率為60Hz時(shí)比50Hz時(shí)的排氣溫度低1.4℃。在實(shí)際應(yīng)用中,往往環(huán)境溫度、風(fēng)扇電機(jī)頻率是一定的,而增加冷卻器厚度不僅使成本提高,而且效果也不是很好。而改變風(fēng)扇的扇葉角度比加大風(fēng)扇直徑能取得更好的效果。
3.2 各因素對(duì)油管路壓力損失的影響 各因素對(duì)油管路壓力損失的影響見(jiàn)圖2。由圖可看出,影響油管路壓力損失的主要因素為環(huán)境溫度,其次為油的種類。在排氣壓力為0.7MPa時(shí),各因素對(duì)油管路壓力損失的影響如下: (1)環(huán)境溫度高則壓縮機(jī)內(nèi)油的溫度也相對(duì)較高,這就使?jié)櫥偷恼扯冉档?從而使流動(dòng)阻力減小,環(huán)境溫度為46℃時(shí)的油管路阻力損失比16℃時(shí)的油管路阻力損失低0.07MPa; (2)在相同的條件下,合成油的阻力損失比礦物油要略大些,這是由油本身的物理性質(zhì)決定的,本試驗(yàn)中采用合成油時(shí)的油管路壓力損失比采用礦物油時(shí)的壓力損失高16kPa。 3.3 各因素對(duì)氣體管路壓力損失的影響 各因素對(duì)氣體管路壓力損失的影響見(jiàn)圖3。從圖中可以看出:影響氣體管路損失的主要因素為換熱器的厚度和環(huán)境溫度。在排氣壓力為0.7MPa時(shí),各因素對(duì)氣體管路壓力損失的影響如下: (1)換熱器越厚,壓縮機(jī)通過(guò)換熱器時(shí)的通流面積就越大,損失就越小。換熱器厚度為90mm時(shí)的氣體管路壓力損失比65mm時(shí)的氣體管路壓力損失低6.7kPa。 (2)氣體的粘性也受到環(huán)境溫度的影響,環(huán)境溫度越高,壓縮氣的粘度就越小,流過(guò)管路時(shí)的壓力損失也就越小,環(huán)境溫度為46℃時(shí)的氣體管路阻力損失比16℃時(shí)的低4.3kPa。
3.4 各因素對(duì)噪聲的影響各因素對(duì)噪聲的影響 如圖4所示。從圖4可以看出:影響壓縮機(jī)噪聲的主要因素為風(fēng)扇電機(jī)頻率,其次為風(fēng)扇扇葉角度和油的種類。在排氣壓力為0.7MPa時(shí),各因素對(duì)壓縮機(jī)噪聲的影響如下: (1)風(fēng)扇電機(jī)頻率大則風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速快,所以噪聲較大,風(fēng)扇電機(jī)頻率為60Hz時(shí)的噪聲比50Hz的高2.4dB; (2)風(fēng)扇的扇葉角度越大,空氣受到的擾動(dòng)越強(qiáng)烈,壓縮機(jī)的噪聲也就越大,扇葉角度為35°時(shí)的噪聲比30°時(shí)的高1dB;(3)關(guān)于油的種類對(duì)噪聲的影響從理論上來(lái)講幾乎沒(méi)有,但是試驗(yàn)結(jié)果表明其影響還較大,具體的產(chǎn)生原因還有待于進(jìn)一步分析驗(yàn)證。
4、結(jié)論 (1)各因素對(duì)各個(gè)指標(biāo)的影響并非全是正面的,如增大扇葉角度可以減小壓縮機(jī)的排氣溫度,但同時(shí)卻會(huì)增大壓縮機(jī)的噪聲,所以在確定優(yōu)化結(jié)果時(shí)應(yīng)視對(duì)壓縮機(jī)指標(biāo)的要求而定;(2)據(jù)試驗(yàn)結(jié)果,最有效經(jīng)濟(jì)的匹配方案為:采用合成油;換熱器厚度為65mm;扇葉角度選為35°;風(fēng)扇直徑為660mm;風(fēng)扇電機(jī)頻率為50Hz。
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