燃料電池用高速無(wú)油雙螺桿壓縮機(jī)的設(shè)計(jì)與研究.pdf

1、隨著經(jīng)濟(jì)、工業(yè)的發(fā)展和人類(lèi)生活水平的提高，全球車(chē)輛的數(shù)量越來(lái)越大，汽車(chē)排出的尾氣對(duì)城市環(huán)境的污染已經(jīng)成為不可忽視的問(wèn)題；同時(shí)一次能源如石油、天然氣等能源儲(chǔ)量有限，難以作為永久性能源。在這樣嚴(yán)峻的形勢(shì)下，人們迫切需要開(kāi)發(fā)再生資源，尋找不依賴(lài)不可再生資源，無(wú)污染的新能源來(lái)為車(chē)輛提供未來(lái)的驅(qū)動(dòng)動(dòng)力源。燃料電池由于具有能量轉(zhuǎn)換效率高、對(duì)環(huán)境幾乎無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)而有可能實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，成為主要?jiǎng)恿?lái)源之一?？諝鈮嚎s機(jī)是車(chē)用燃料電池系統(tǒng)中的重要部件之一

2、，它主要為燃料電池反應(yīng)堆提供高壓氧氣。作為燃料電池系統(tǒng)的一部分，空氣壓縮機(jī)的工作特性對(duì)車(chē)載燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)具有顯著影響，這就要求空氣壓縮機(jī)需具備體積小、重量輕、能耗低等特點(diǎn)。 本文根據(jù)課題要求設(shè)計(jì)研發(fā)出一種適用于車(chē)載燃料電池的高速無(wú)油雙螺桿空氣壓縮機(jī)，并建立了壓縮機(jī)工作過(guò)程的數(shù)學(xué)模型，在此基礎(chǔ)上對(duì)壓縮機(jī)的工作過(guò)程和性能進(jìn)行了模擬仿真。最后，通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了數(shù)學(xué)模型的準(zhǔn)確性和壓縮機(jī)的工作性能。 論文主要研究?jī)?nèi)容如下：

3、第一章論述了課題研究的意義和來(lái)源，闡述了燃料電池電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展概況以及空氣壓縮機(jī)在燃料電池反應(yīng)堆中的作用，并對(duì)國(guó)內(nèi)外車(chē)載燃料電池空氣壓縮機(jī)的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了綜述。 第二章闡述了雙螺桿壓縮機(jī)基本結(jié)構(gòu)和工作原理，以及壓縮機(jī)的分類(lèi)及應(yīng)用，然后指出了雙螺桿壓縮機(jī)工作特點(diǎn)及研究發(fā)展方向。最后提出了本文主要研究目標(biāo)和研究?jī)?nèi)容。 第三章根據(jù)課題要求設(shè)計(jì)一種新型線(xiàn)，根據(jù)壓縮機(jī)流量公式計(jì)算出雙螺桿壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子的參數(shù)以及斜齒輪、軸承、

4、殼體和其它零部件結(jié)構(gòu)參數(shù)，在此基礎(chǔ)上對(duì)雙螺桿轉(zhuǎn)子進(jìn)行了機(jī)械仿真分析。然后，根據(jù)壓力要求和嚙合原理，設(shè)計(jì)計(jì)算出吸排氣孔口的大小和位置。 第四章為了深入研究無(wú)油雙螺桿壓縮機(jī)的微觀(guān)工作過(guò)程，以質(zhì)量守恒定律和熱力學(xué)第一定律為基礎(chǔ)，建立了雙螺桿工作過(guò)程的數(shù)學(xué)模型。該模型以一個(gè)齒間容積為研究對(duì)象，全面的考慮各泄漏通道損失、水氣混合物的熱交換。在此基礎(chǔ)上對(duì)壓縮機(jī)的工作過(guò)程和工作性能進(jìn)行了仿真分析。 第五章在第四章數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上，對(duì)壓