新型无油涡旋压缩机内部流场瞬态仿真及试验研究

发布时间：2020-04-19 16:18

【摘要】：作为新一代容积式压缩机,涡旋压缩机因其自身具有部件少、压缩效率高以及体积小等优点在工业领域中得到了广泛应用。目前涡旋压缩机多采用油润滑来降低摩擦和排出热量,但在部分特殊行业中,对于气体洁净度有一定要求,如医药行业以及食品制造业。油润滑显然不符合这些特殊行业对于洁净空气的要求。因此在现有涡旋压缩机的研究基础上,结合无油压缩机工作的特点开发了一款新型无油涡旋压缩机。针对该型样机,首先在已有研究基础上建立其数学模型,然后对其内部三维流场进行了CFD瞬态仿真计算,并通过试验对压缩机性能参数进行了测量,验证了模拟和仿真结果。主要研究内容包含以下几点:(1)对无油涡旋压缩机型线的基本理论进行了阐述,得到动、静涡旋型线啮合的基本关系,并通过理论计算得到型线参数方程。对涡旋齿齿头修正进行简要介绍,使用双圆弧加直线修正方法对该型压缩机齿头进行修正。并对各个工作腔容积进行计算,得到容积随主轴转角的变化规律。(2)根据无油涡旋压缩机的几何模型以及其工作特点,建立其数学模型,并对其内部传热及泄漏进行了详细的分析。根据质量、动量以及能量守恒,建立了仿真计算中工质气体的控制方程,并对其计算方法进行了详尽的分析。对于无油涡旋压缩机功率的计算给出了相应公式,并计算了各工况下的功率。(3)对无油涡旋压缩机三维流场进行三维建模,以空气作为工质气体,运用动网格技术对流场进行非定常瞬态仿真计算。通过仿真计算得到工质气体在不同工况下流场内温度、压力以及速度的三维分布;得到不同工况下进出口质量流量随主轴转动的变化规律,通过对比差值得到相对应的泄漏特性;得到工质压力随主轴转角变化的规律;通过对不同装配间隙的无油涡旋压缩机流场进行仿真得到装配间隙对于工质压力变化的影响。(4)搭建试验平台,对不同工况下无油涡旋压缩机的性能参数进行测量,得到排气量、排气温度、功率以及工质气体在工作腔内部压力的真实变化规律。对比仿真计算结果与试验所得数据,不仅验证了模拟计算的正确性与准确性,同时也为今后对该机型的性能优化提供了必要的数据支持。
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新型无油涡旋压缩机内部流场瞬态仿真及试验研究阶段，即只能得到压力、温度以及流速的单一均值，不能获得其空间分用 CFD 仿真计算，打破了这一限制，不仅可以得到工质气体在流场内的三维分布，而且可以直观的得到流场内部的流动状况以及速度矢量。，，利用 CFD 进行仿真，可以使我们更好的发现并解决问题，具有明确的。涡旋压缩机基本结构及工作原理涡旋压缩机作为新一代压缩机与其他容积式压缩机一样，都是通过压缩而达到压缩工质气体的目的。涡旋压缩机的动盘在电机的驱动下进行公动，使动、静涡旋盘齿形成的月牙腔容积不断发生变化，从而达到压缩的。

狼蝗莼

本文编号：2633487