【正文】 、陽轉(zhuǎn)子之間是定傳動比嚙合，固有： （21）式中，、為陰、陽轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角；、為陰、陽轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速；、為陰、陽轉(zhuǎn)子的角速度；、為陰陽轉(zhuǎn)子節(jié)圓半徑；，為陰陽鉆子的齒數(shù)；為傳動比；A為陰陽轉(zhuǎn)子中心距。（4）齒間面積盡量大。吸氣封閉容積導(dǎo)致膨脹機功耗增加、效率降低、噪聲增大。既要減少氣體通過間隙帶的泄露，又要求較小面積的泄漏三角形。螺桿膨脹機的陰、陽轉(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。在接觸線頂點和機殼的轉(zhuǎn)子氣缸孔之間，會形成一個空間曲邊三角形，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、陽轉(zhuǎn)子型線嚙合時的嚙合點軌跡，稱為嚙合線。螺桿膨脹機的陰、陽齒子嚙合時，兩轉(zhuǎn)子齒面相互接觸而形成的空間曲線稱為接觸線。對螺桿膨脹機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)計螺桿膨脹機最關(guān)鍵的是一對相互嚙合的轉(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螺桿膨脹機的轉(zhuǎn)子進(jìn)行設(shè)計計算，以及對轉(zhuǎn)子外殼及前后機座的設(shè)計，相關(guān)設(shè)計參數(shù)如下：1）進(jìn)口蒸汽設(shè)計參數(shù)：, 180 2)出口蒸汽設(shè)計參數(shù)：, 90 3）流量設(shè)計：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)計如下圖13：圖13 螺桿膨脹機系統(tǒng)設(shè)計第二章 螺桿膨脹機設(shè)計設(shè)計分析螺桿膨脹機的設(shè)計主要是對螺桿轉(zhuǎn)子的設(shè)計，包括接觸線、泄漏三角形、封閉容積、齒間面積的設(shè)計，而這些要素的設(shè)計最主要的是取決于轉(zhuǎn)自型線的設(shè)計，所以本設(shè)計主要敘述對螺桿膨脹機得轉(zhuǎn)子型線的設(shè)計。噪音低、平穩(wěn)、安全、可靠，全自動無人值守運行；熱源范圍五 ”期間技術(shù)改造示范項目。1987年，,該所建造了我國第一套螺桿膨脹機全流實驗裝置。我國對全流螺桿膨脹機的研究始于80年代。1971年至1973年,美國水熱電力公司將兩臺螺桿空氣壓縮機改為膨脹機,并分別在加里福尼亞Imperial Valley和墨西哥Cerro Prieto進(jìn)行了現(xiàn)場實驗。1981年，美國加州大學(xué)伯克利分校對LLL用過的螺桿機的密封做了改進(jìn)后又進(jìn)行了實驗,獲得了較豐富的實驗數(shù)據(jù),并對螺桿機內(nèi)部損失的機理提出 了一些看法。1977年，該實驗室用同一臺螺桿膨脹機再度實驗，其結(jié)果揭示了汽液兩相螺桿膨脹機的一些特性。1973年。 國內(nèi)外研究概況螺桿膨脹機的研究最早可追溯1952年，當(dāng)時。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,含水、含原油的天然氣壓力能回收用螺桿膨脹機 ,也可用于含粉塵的氣體 如煙氣,燃?xì)饴輻U膨脹機螺桿膨脹機既可在設(shè)計壓力下工作,也可在低的吸氣壓力下工作,即對吸氣壓力下降變工況的適應(yīng)能力，不過有附加損失而已螺桿膨脹機 既可在設(shè)計氣量下工作，也可在小于設(shè)計氣量下工作，但回收能量亦呈減少趨勢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床上進(jìn)行加工,我國有幾個工廠，在螺桿莊縮機加工方面已積累了不少寶貴經(jīng)驗 ,對于螺桿膨脹機的制造是不存在問題的 。螺桿膨脹機是從高壓膨脹到低壓，不可能象螺桿壓縮機那樣進(jìn)行噴油運轉(zhuǎn)，抓油靠氣體壓力自動循環(huán)。螺桿膨脹機具有較高的齒頂線速度，轉(zhuǎn)速可達(dá)每分鐘萬轉(zhuǎn)以上 。 螺桿膨脹機特點就氣體膨脹原理而言,螺桿膨脹機與活塞膨脹機一樣，同屬于容積式膨脹機就其工作件運動形式而言，螺桿膨脹機轉(zhuǎn)子與透平膨脹機轉(zhuǎn)子一樣，作高速旋轉(zhuǎn)運動 。（3）排氣過程圖12d，當(dāng)膨脹結(jié)束時,齒間容積與排氣孔口接通,隨著轉(zhuǎn)子的回轉(zhuǎn),兩個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,此過程直到齒間容積達(dá)最小值為止 。（2）膨脹過程圖12c在吸氣過程結(jié)束后的齒間容積對里充滿著高壓氣休 ,其壓力高于順轉(zhuǎn)向前面一對齒間容積對里的氣體壓力,在壓力差的作用下,形成一定的轉(zhuǎn)矩,陰、陽螺桿轉(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)對外作功。陰、陽螺桿和氣缸之間形成的呈“V”字形的一對齒間容積值隨著轉(zhuǎn)子的回轉(zhuǎn)而變化 ,同時 ,其位置在空間也不斷移動 。圖11（a) 螺桿膨脹機結(jié)構(gòu)圖圖11（b） 螺桿膨脹機結(jié)構(gòu)圖 在節(jié)圓外具有凸齒的轉(zhuǎn)子叫陽轉(zhuǎn)子，在節(jié)圓內(nèi)具有凹齒的轉(zhuǎn)子叫陰轉(zhuǎn)子螺桿膨脹機工作過如圖12所示 。這就是螺桿膨脹機作為容積式發(fā)電機的原理。轉(zhuǎn)子的嚙合點隨氣體的膨脹是向排氣端移動的,當(dāng)它抵達(dá)排氣端時,膨脹過程結(jié)束,齒間容積最大。由于每個齒間容積依次進(jìn)行這些過程,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)動機用。近年來日本和西德有人在研究低壓螺桿膨脹機,但尚未投入正式商品生產(chǎn)。而透平膨脹機主要用于大型裝置,即小膨脹比,小流量的場合,因透平膨脹機在高壓、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 ,有著不同的應(yīng)用范圍。本文講的膨脹機主要是對狹義膨脹機而言。如燃?xì)廨啓C、蒸汽輪機、內(nèi)燃機等均是這種動力機械,在實質(zhì)上都是膨脹機。螺桿壓縮機的典型型線結(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年代末被我國規(guī)定為螺桿壓縮機非對稱齒型的標(biāo)準(zhǔn)齒型，已知沿用至今，而本文中正是應(yīng)用的這種齒型來設(shè)計的。本文主要進(jìn)行螺桿膨脹機的結(jié)構(gòu)設(shè)計，并應(yīng)用三維軟件繪制出所設(shè)計的膨脹機。螺桿膨脹機在我國還是一遍未開墾的空白地。近年來日本和西德有人在研究低壓螺桿膨脹機,但尚未投入正式商品生產(chǎn)。而透平膨脹機主要用于大型裝置,即小膨脹比,小流量的場合,因透平膨脹機在高壓、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,有著不同的應(yīng)用范圍。本文講的膨脹機主要是對狹義膨脹機而言。如燃?xì)廨啓C、蒸汽輪機、內(nèi)燃燒機等均是這種動力機械,在實質(zhì)上都是膨脹機。前言螺桿膨脹機是一門十分年輕的膨脹機種，在技術(shù)文獻(xiàn)中關(guān)于其書籍甚少，因而很難普及?？繗怏w膨脹消耗內(nèi)能來對外作功的機械叫原動機或發(fā)動機。廣義的膨脹機包括發(fā)動機狹義膨脹機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械功的一種動力機械,因此也可叫氣體發(fā)動機。按膨脹機能量轉(zhuǎn)換方式的不同,可將膨脹機分為兩大類容積式膨脹機和透平膨脹機。一般地講,容積式膨脹機用于小流量,其中活塞式膨脹機適用于高、中及低壓的中小型裝置,也就是適用于大膨脹比,小流量的場合。本文討論的螺桿膨脹機屬于容積式膨脹機,是一種新型的膨脹機。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)動機用。螺桿膨脹機的心臟部分是帶有特殊螺齒的轉(zhuǎn)子副，由于關(guān)于螺桿膨脹機的研究我們國家還不是很多，而且螺桿膨脹機的結(jié)構(gòu)與螺桿壓縮機相似，兩者的工作過程是互逆的，所以在設(shè)計過程中借用的螺桿壓縮機的轉(zhuǎn)子型線等結(jié)構(gòu)。第一章 緒論 螺桿膨脹動力機的簡介靠氣體膨脹消耗內(nèi)能來對外作功的機械叫原動機或發(fā)動機。廣義的膨脹機包括發(fā)動機 狹義膨脹機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械功的一種動力機械 ,因此也可叫氣體發(fā)動機。按膨脹機能量轉(zhuǎn)換方式的不同,可將膨脹機分為兩大類 容積式膨脹機和透平膨脹機。一般地講,容積式膨脹機用于小流量,其中活塞式膨脹機適用于高、中及低壓的中小型裝置,也就是適用于大膨脹比,小流量的場合。本文討論的螺桿膨脹機屬于容積式膨脹機,是一種新型的膨脹機。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。 螺桿膨脹機發(fā)電的工作原理和工作過程