【正文】 3）陽(yáng)轉(zhuǎn)子靜坐標(biāo)系4)陰轉(zhuǎn)子靜坐標(biāo)系由于螺桿膨脹機(jī)的陰、陽(yáng)轉(zhuǎn)子之間是定傳動(dòng)比嚙合，固有： （21）式中，、為陰、陽(yáng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角；、為陰、陽(yáng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速；、為陰、陽(yáng)轉(zhuǎn)子的角速度；、為陰陽(yáng)轉(zhuǎn)子節(jié)圓半徑；，為陰陽(yáng)鉆子的齒數(shù)；為傳動(dòng)比；A為陰陽(yáng)轉(zhuǎn)子中心距。（4）齒間面積盡量大。吸氣封閉容積導(dǎo)致膨脹機(jī)功耗增加、效率降低、噪聲增大。既要減少氣體通過(guò)間隙帶的泄露，又要求較小面積的泄漏三角形。螺桿膨脹機(jī)的陰、陽(yáng)轉(zhuǎn)子型線必須是滿足嚙合定律的共軛線。轉(zhuǎn)子型線的齒間面積越大，在相同的導(dǎo)程下，轉(zhuǎn)子的齒間容積就越大。（4）齒間面積。吸氣封閉容積的存在，影響了齒間容積的正常充氣。（3）封閉容積。在接觸線頂點(diǎn)和機(jī)殼的轉(zhuǎn)子氣缸孔之間，會(huì)形成一個(gè)空間曲邊三角形，稱為泄漏三角形。顯然接觸線連續(xù)，意味著嚙合線應(yīng)該是一條連續(xù)的封閉曲線。陰、陽(yáng)轉(zhuǎn)子型線嚙合時(shí)的嚙合點(diǎn)軌跡，稱為嚙合線。螺桿膨脹機(jī)的陰、陽(yáng)齒子嚙合時(shí)，兩轉(zhuǎn)子齒面相互接觸而形成的空間曲線稱為接觸線。對(duì)螺桿膨脹機(jī)性能有重大影響的轉(zhuǎn)子型線要素有接觸線、泄漏三角形、封閉容積和齒間面積等。 轉(zhuǎn)子型線的設(shè)計(jì)螺桿膨脹機(jī)最關(guān)鍵的是一對(duì)相互嚙合的轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子的齒面與轉(zhuǎn)子軸線垂直面的截交線稱為轉(zhuǎn)子型線。 間接應(yīng)用的熱源范圍如下： 　　　蒸汽參數(shù)：壓力 以下的各種蒸汽　――雙循環(huán)發(fā)電 　　　 熱水參數(shù)：壓力 以下，溫度 65 ℃ 的熱水　――雙循環(huán)發(fā)電 　　　 煙氣參數(shù)：溫度 200 ℃ 的各種煙氣　――配余熱鍋爐發(fā)電 本課題研究的主要內(nèi)容及方法本課題著重對(duì)螺桿膨脹機(jī)的轉(zhuǎn)子進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，以及對(duì)轉(zhuǎn)子外殼及前后機(jī)座的設(shè)計(jì)，相關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)如下：1）進(jìn)口蒸汽設(shè)計(jì)參數(shù)：, 180 2)出口蒸汽設(shè)計(jì)參數(shù)：, 90 3）流量設(shè)計(jì)：22 t/h（或者44t/h ）4)折合到排氣口的排量為：5）內(nèi)效率：75%—80%6）陽(yáng)轉(zhuǎn)子圓周速度8）發(fā)電功率： 500KW9外形尺寸：10）調(diào)節(jié)類型：電器控制11）系統(tǒng)重量：3000系統(tǒng)設(shè)計(jì)如下圖13：圖13 螺桿膨脹機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)第二章 螺桿膨脹機(jī)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)分析螺桿膨脹機(jī)的設(shè)計(jì)主要是對(duì)螺桿轉(zhuǎn)子的設(shè)計(jì)，包括接觸線、泄漏三角形、封閉容積、齒間面積的設(shè)計(jì)，而這些要素的設(shè)計(jì)最主要的是取決于轉(zhuǎn)自型線的設(shè)計(jì)，所以本設(shè)計(jì)主要敘述對(duì)螺桿膨脹機(jī)得轉(zhuǎn)子型線的設(shè)計(jì)。噪音低、平穩(wěn)、安全、可靠，全自動(dòng)無(wú)人值守運(yùn)行；熱源范圍五 ”期間技術(shù)改造示范項(xiàng)目。1987年，,該所建造了我國(guó)第一套螺桿膨脹機(jī)全流實(shí)驗(yàn)裝置。我國(guó)對(duì)全流螺桿膨脹機(jī)的研究始于80年代。1971年至1973年,美國(guó)水熱電力公司將兩臺(tái)螺桿空氣壓縮機(jī)改為膨脹機(jī),并分別在加里福尼亞Imperial Valley和墨西哥Cerro Prieto進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)。1981年，美國(guó)加州大學(xué)伯克利分校對(duì)LLL用過(guò)的螺桿機(jī)的密封做了改進(jìn)后又進(jìn)行了實(shí)驗(yàn),獲得了較豐富的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),并對(duì)螺桿機(jī)內(nèi)部損失的機(jī)理提出 了一些看法。1977年，該實(shí)驗(yàn)室用同一臺(tái)螺桿膨脹機(jī)再度實(shí)驗(yàn)，其結(jié)果揭示了汽液兩相螺桿膨脹機(jī)的一些特性。1973年。 國(guó)內(nèi)外研究概況螺桿膨脹機(jī)的研究最早可追溯1952年，當(dāng)時(shí)。但由于齒間間隙的存在，則可用于含液的二相流氣體如地?zé)岚l(fā)電站的全流螺桿膨脹機(jī),含水、含原油的天然氣壓力能回收用螺桿膨脹機(jī) ,也可用于含粉塵的氣體 如煙氣,燃?xì)饴輻U膨脹機(jī)螺桿膨脹機(jī)既可在設(shè)計(jì)壓力下工作,也可在低的吸氣壓力下工作,即對(duì)吸氣壓力下降變工況的適應(yīng)能力，不過(guò)有附加損失而已螺桿膨脹機(jī) 既可在設(shè)計(jì)氣量下工作，也可在小于設(shè)計(jì)氣量下工作，但回收能量亦呈減少趨勢(shì)螺桿齒面是一空間曲面,加工精度要求很高，需要特制的刀具在專用機(jī)床上進(jìn)行加工,我國(guó)有幾個(gè)工廠，在螺桿莊縮機(jī)加工方面已積累了不少寶貴經(jīng)驗(yàn) ,對(duì)于螺桿膨脹機(jī)的制造是不存在問(wèn)題的 。螺桿膨脹機(jī)是從高壓膨脹到低壓，不可能象螺桿壓縮機(jī)那樣進(jìn)行噴油運(yùn)轉(zhuǎn)，抓油靠氣體壓力自動(dòng)循環(huán)。螺桿膨脹機(jī)具有較高的齒頂線速度，轉(zhuǎn)速可達(dá)每分鐘萬(wàn)轉(zhuǎn)以上 。 螺桿膨脹機(jī)特點(diǎn)就氣體膨脹原理而言,螺桿膨脹機(jī)與活塞膨脹機(jī)一樣，同屬于容積式膨脹機(jī)就其工作件運(yùn)動(dòng)形式而言，螺桿膨脹機(jī)轉(zhuǎn)子與透平膨脹機(jī)轉(zhuǎn)子一樣，作高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) 。（3）排氣過(guò)程圖12d，當(dāng)膨脹結(jié)束時(shí),齒間容積與排氣孔口接通,隨著轉(zhuǎn)子的回轉(zhuǎn),兩個(gè)齒間容積因齒的侵入不斷縮 ,將膨脹后的氣體往排氣端推趕,爾后經(jīng)排氣孔口排出,此過(guò)程直到齒間容積達(dá)最小值為止 。（2）膨脹過(guò)程圖12c在吸氣過(guò)程結(jié)束后的齒間容積對(duì)里充滿著高壓氣休 ,其壓力高于順轉(zhuǎn)向前面一對(duì)齒間容積對(duì)里的氣體壓力,在壓力差的作用下,形成一定的轉(zhuǎn)矩,陰、陽(yáng)螺桿轉(zhuǎn)子便朝相互背離的方向轉(zhuǎn)去，于是齒間容積變大,氣體膨脹,螺桿轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)對(duì)外作功。陰、陽(yáng)螺桿和氣缸之間形成的呈“V”字形的一對(duì)齒間容積值隨著轉(zhuǎn)子的回轉(zhuǎn)而變化 ,同時(shí) ,其位置在空間也不斷移動(dòng) 。圖11（a) 螺桿膨脹機(jī)結(jié)構(gòu)圖圖11（b） 螺桿膨脹機(jī)結(jié)構(gòu)圖 在節(jié)圓外具有凸齒的轉(zhuǎn)子叫陽(yáng)轉(zhuǎn)子，在節(jié)圓內(nèi)具有凹齒的轉(zhuǎn)子叫陰轉(zhuǎn)子螺桿膨脹機(jī)工作過(guò)如圖12所示 。這就是螺桿膨脹機(jī)作為容積式發(fā)電機(jī)的原理。轉(zhuǎn)子的嚙合點(diǎn)隨氣體的膨脹是向排氣端移動(dòng)的,當(dāng)它抵達(dá)排氣端時(shí),膨脹過(guò)程結(jié)束,齒間容積最大。由于每個(gè)齒間容積依次進(jìn)行這些過(guò)程,因而電力的產(chǎn)生是連續(xù)不斷的,且還省去了必要的飛輪 。螺桿膨脹機(jī)用途寬廣，可用于低溫制冷天然氣液化分離化工尾氣 ,煙氣 ,高爐氣余熱回收、地?zé)岚l(fā)電井口高壓天然、氣壓力能回收，亦可在小流量下代替燃?xì)馔钙?作為新型的燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)用。近年來(lái)日本和西德有人在研究低壓螺桿膨脹機(jī),但尚未投入正式商品生產(chǎn)。而透平膨脹機(jī)主要用于大型裝置,即小膨脹比,小流量的場(chǎng)合,因透平膨脹機(jī)在高壓、小流量的情況下,效率低,所以它的應(yīng)用受著小氣量的限制。不同種類的膨脹機(jī) ,有著不同的應(yīng)用范圍。本文講的膨脹機(jī)主要是對(duì)狹義膨脹機(jī)而言。如燃?xì)廨啓C(jī)、蒸汽輪機(jī)、內(nèi)燃機(jī)等均是這種動(dòng)力機(jī)械,在實(shí)質(zhì)上都是膨脹機(jī)。螺桿壓縮機(jī)的典型型線結(jié)構(gòu)有SRM齒型，Sigma齒型，X齒型，CF齒型和單邊非對(duì)稱擺線銷齒圓弧齒型，其中最后一種齒型在70年代末被我國(guó)規(guī)定為螺桿壓縮機(jī)非對(duì)稱齒型的標(biāo)準(zhǔn)齒型，已知沿用至今，而本文中正是應(yīng)用的這種齒型來(lái)設(shè)計(jì)的。本文主要進(jìn)行螺桿膨脹機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并應(yīng)用三維軟件繪制出所設(shè)計(jì)的膨脹機(jī)。螺桿膨脹機(jī)在我國(guó)還是一遍未開(kāi)墾的空白地。近年來(lái)日本和西德有人在研究低壓螺桿膨脹機(jī),但尚未投入正式商品生產(chǎn)。而透平膨脹機(jī)主要用于大型裝置,即小膨脹比,小流量的場(chǎng)合,因透平膨脹機(jī)在高壓、小流量的情況下,效率低,所以它的應(yīng)用受著小氣量的限制 。不同種類的膨脹機(jī),有著不同的應(yīng)用范圍。本文講的膨脹機(jī)主要是對(duì)狹義膨脹機(jī)而言。如燃?xì)廨啓C(jī)、蒸汽輪機(jī)、內(nèi)燃燒機(jī)等均是這種動(dòng)力機(jī)械,在實(shí)質(zhì)上都是膨脹機(jī)。前言螺桿膨脹機(jī)是一門十分年輕的膨脹機(jī)種，在技術(shù)文獻(xiàn)中關(guān)于其書籍甚少，因而很難普及。靠氣體膨脹消耗內(nèi)能來(lái)對(duì)外作功的機(jī)械叫原動(dòng)機(jī)或發(fā)動(dòng)機(jī)。廣義的膨脹機(jī)包括發(fā)動(dòng)機(jī)狹義膨脹機(jī)是指將溫度不高的但具有一定壓力的氣體的 內(nèi)能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械功的一種動(dòng)力機(jī)械,因此也可叫氣體發(fā)動(dòng)機(jī)。按膨脹機(jī)能量轉(zhuǎn)換方式的不同,可將膨脹機(jī)分為兩大類容積式膨脹機(jī)和透平膨脹機(jī)。一般地講,容積式膨脹機(jī)用于小流量,其中活塞式膨脹機(jī)適用于高、中及低壓的中小型裝置,也就是適用于大膨脹比,小流量的場(chǎng)合。本文討論的螺桿膨脹機(jī)屬于容積式膨脹機(jī),是一種新型的膨脹機(jī)。他們研究的目的,旨在于工業(yè)廢熱回收、地?zé)岚l(fā)電以及制取冷量等。螺桿膨脹機(jī)用途寬廣，可用于低溫制冷天然氣液化分離化工尾氣,煙氣,高爐氣余熱回收地?zé)岚l(fā)電，井口高壓天然氣壓力能回收，亦可在小流量下代替燃?xì)馔钙?作為新型的燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)用。螺桿膨脹機(jī)的心臟部分是帶有特殊螺齒的轉(zhuǎn)子副，由于關(guān)于螺桿膨脹機(jī)的研究我們國(guó)家還不是很多，而且螺桿膨脹機(jī)的結(jié)構(gòu)與螺桿壓縮機(jī)相似，兩者的工作過(guò)程是互逆的，所以在設(shè)計(jì)過(guò)程中借用的螺桿壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)子型線等結(jié)構(gòu)。第一章 緒論 螺桿膨脹動(dòng)力機(jī)的簡(jiǎn)介靠氣體膨脹消耗內(nèi)能來(lái)對(duì)外作功的機(jī)械叫原動(dòng)機(jī)或發(fā)動(dòng)機(jī)。廣義的膨脹機(jī)包括發(fā)動(dòng)機(jī) 狹義膨脹機(jī)是指將溫度不高的但具有一定壓力的氣體的 內(nèi)能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械功的一種動(dòng)力機(jī)械 ,因此也可叫氣體發(fā)動(dòng)機(jī)。按膨脹機(jī)能量轉(zhuǎn)換方式的不同,可將膨脹機(jī)分為兩大類 容積式膨脹機(jī)和透平膨脹機(jī)。一般地講,容積式膨脹機(jī)用于小流量,其中活塞式膨脹機(jī)適用于高、中及低壓的中小型裝置,也就是適用于大膨脹比,小流量的場(chǎng)合。本文討論的螺桿膨脹機(jī)屬于容積式膨脹機(jī),是一種新型的膨脹機(jī)。他們研究的目的,旨在于工業(yè)廢熱回收、地?zé)岚l(fā)電以及制取冷量等。