變截面渦旋壓縮機內部流場的數值模擬與分析.pdf

1、渦旋式壓縮機作為一種新型節(jié)能高效的容積式壓縮機，其運動部件主要由動、靜渦旋盤組成，動渦旋盤在主軸的驅動下圍繞靜渦旋盤作公轉平動，由動、靜渦旋盤形成的月牙形封閉工作腔對內部氣體進行壓縮，主要有吸氣、壓縮和排氣三個周期性工作過程。目前研究主要集中在等截面渦旋壓縮機方面，當提高壓縮比時，該類型壓縮機會出現(xiàn)因增加型線圈數而導致體積過大、加工困難及渦旋齒變形大等問題，而變截面渦旋壓縮機具有壓縮比高、體積小等諸多優(yōu)點，因此對變截面渦旋盤的深入研究對

2、提高整機性能具有重要意義。
　　本文以變截面渦旋壓縮機為主要研究對象，根據渦旋型線控制方程建立了以三段不同基圓漸開線為型線和以圓漸開線-高次曲線為型線的變截面渦旋盤模型及以圓漸開線為型線的等截面渦旋盤模型。采用物理建模和有限元分析結合的方法研究壓縮機所受氣體力的變化規(guī)律和壓縮腔的流場特性，研究內容主要包括以下幾個部分：
　　(1)利用CAD、Pro/E等軟件生成渦旋壓縮機的壓縮腔模型，根據熱力學定律及能量守恒定律等分析計算了

3、各壓縮腔壓力、容積等隨主軸轉角的變化規(guī)律。
　　(2)在熱力學方面，重點研究了渦旋盤壁面與壓縮工質之間的熱傳遞特性及對應的數學模型。在動力特性方面，主要對壓縮腔內部氣體力(切向力、軸向力、徑向力)建立了數學模型，并對渦旋盤的動平衡和防自轉方面進行了深入分析。
　　(3)在計算流體動力學(CFD)的理論基礎上，分析了 FLUENT軟件在流場模擬方面運用的合理性，得到了流體溫度、速度、壓力等在壓縮腔內部隨曲軸轉角的分布規(guī)律。