變截面渦旋壓縮機(jī)內(nèi)部流場(chǎng)的數(shù)值模擬與分析.pdf

1、渦旋式壓縮機(jī)作為一種新型節(jié)能高效的容積式壓縮機(jī)，其運(yùn)動(dòng)部件主要由動(dòng)、靜渦旋盤組成，動(dòng)渦旋盤在主軸的驅(qū)動(dòng)下圍繞靜渦旋盤作公轉(zhuǎn)平動(dòng)，由動(dòng)、靜渦旋盤形成的月牙形封閉工作腔對(duì)內(nèi)部氣體進(jìn)行壓縮，主要有吸氣、壓縮和排氣三個(gè)周期性工作過(guò)程。目前研究主要集中在等截面渦旋壓縮機(jī)方面，當(dāng)提高壓縮比時(shí)，該類型壓縮機(jī)會(huì)出現(xiàn)因增加型線圈數(shù)而導(dǎo)致體積過(guò)大、加工困難及渦旋齒變形大等問(wèn)題，而變截面渦旋壓縮機(jī)具有壓縮比高、體積小等諸多優(yōu)點(diǎn)，因此對(duì)變截面渦旋盤的深入研究對(duì)

2、提高整機(jī)性能具有重要意義。
　　本文以變截面渦旋壓縮機(jī)為主要研究對(duì)象，根據(jù)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(jié)合的方法研究壓縮機(jī)所受氣體力的變化規(guī)律和壓縮腔的流場(chǎng)特性，研究?jī)?nèi)容主要包括以下幾個(gè)部分：
　　(1)利用CAD、Pro/E等軟件生成渦旋壓縮機(jī)的壓縮腔模型，根據(jù)熱力學(xué)定律及能量守恒定律等分析計(jì)算了

3、各壓縮腔壓力、容積等隨主軸轉(zhuǎn)角的變化規(guī)律。
　　(2)在熱力學(xué)方面，重點(diǎn)研究了渦旋盤壁面與壓縮工質(zhì)之間的熱傳遞特性及對(duì)應(yīng)的數(shù)學(xué)模型。在動(dòng)力特性方面，主要對(duì)壓縮腔內(nèi)部氣體力(切向力、軸向力、徑向力)建立了數(shù)學(xué)模型，并對(duì)渦旋盤的動(dòng)平衡和防自轉(zhuǎn)方面進(jìn)行了深入分析。
　　(3)在計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)(CFD)的理論基礎(chǔ)上，分析了 FLUENT軟件在流場(chǎng)模擬方面運(yùn)用的合理性，得到了流體溫度、速度、壓力等在壓縮腔內(nèi)部隨曲軸轉(zhuǎn)角的分布規(guī)律。