螺杆压缩机性能测试
螺杆压缩机风扇与换热器匹配的正交试验
颜立永 贾雅娟 金杭海 （ 复盛实业有限公司 上海 201612 ）
1 前言
风扇和换热器是螺杆压缩机机组的重要组成部件，它们匹配是否合理直接影响到压缩机系统的性能好坏[1]。换热器和风扇选用不当，不仅会造成压缩机产生很大的噪声，而且会使压缩机的排气温度升高，且超过规定的排气温度时，会使压缩机高温跳机，不能正常工作；同时压缩机的排气温度太高还会使循环冷却油长期处于较高的温度，加速压缩机油的老化，甚至会造成压缩机油的结碳[2]。本文在37ｋＷ的喷油螺杆空压机上，通过Ｌ8(27)正交试验，分析选取与风扇和换热器匹配所相关的6个因素(润滑油的种类、冷却器的散热面积和厚度、风扇直径、扇叶角度、风扇电机频率以及环境温度)进行了正交试验研究，通过对正交试验结果进行分析，得出影响风扇和换热器匹配的主要因素以及这些因素对压缩机系统性能指标的影响。
2 正交试验
进行正交试验前，必须先设计正交试验表格，合理地选择试验条件进行试验，通过较少量的试验获得较多的信息，以达到优化设计的目的[3]，如表1，2所示。
3 试验结果及分析
各因素对压缩机性能的影响如图1～4所示(图中，1为油的种类对结果的影响；2为换热器的厚度对结果的影响；3为扇叶角度对结果的影响；4为风扇直径对结果的影响；5为风扇电机的频率对结果的影响；6为环境温度对结果的影响)。
3.1 各因素对压缩机排气温度的影响
各因素对压缩机排气温度的影响见图1。
从图1可以看出，影响压缩机排气温度的因素主要为环境温度，其次为换热器的厚度及风扇电机频率。在排气压力为0.7ＭＰａ时，各因素对排气温度的影响如下：
(1)环境温度高则吸气温度高，压缩机的排气温度也高，环境温度为46℃时的排气温度比16℃时的排气温度高28℃。
(2)换热器越厚，压缩机的换热效果越好，排气温度越低。换热器厚度为90ｍｍ时的排气温度比65ｍｍ时的排气温度低4.1℃；换热器的厚度对压缩机的排气温度影响并不是很大，所以，为了改善换热效果，盲目地通过增大换热器的厚度并不能起到良好的效果。因为虽然换热器厚度增大后会使换热面积增大，但同时也会使换热器阻力增大，通过换热器的冷风流速降低，致使换热效果变差。
(3)风扇电机的频率高则风扇的转速快，单位时间内的排风量就大，冷却效果好，排气温度低，风扇电机频率为60Ｈｚ时比50Ｈｚ时的排气温度低1.4℃。在实际应用中，往往环境温度、风扇电机频率是一定的，而增加冷却器厚度不仅使成本提高，而且效果也不是很好。而改变风扇的扇叶角度比加大风扇直径能取得更好的效果。
3.2 各因素对油管路压力损失的影响
各因素对油管路压力损失的影响见图2。由图可看出，影响油管路压力损失的主要因素为环境温度，其次为油的种类。在排气压力为0.7ＭＰａ时，各因素对油管路压力损失的影响如下：
(1)环境温度高则压缩机内油的温度也相对较高，这就使润滑油的粘度降低，从而使流动阻力减小，环境温度为46℃时的油管路阻力损失比16℃时的油管路阻力损失低0.07ＭＰａ；
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