考虑机构误差影响的涡旋压缩机切向泄漏特性分析

发布时间：2020-05-04 10:42

【摘要】：涡旋压缩机是继活塞、螺杆等容积式压缩机后的新一代节能型压缩机,凭借其零部件少、效率高、噪音低等优点,目前在制冷、空调及食品加工等领域得到了广泛的应用。无油润滑涡旋压缩机是涡旋压缩机发展的一个新领域,可满足对压缩介质有高要求的场合,具有很大的发展前景。但由于机构误差的存在使得动、静涡旋齿啮合间隙过大增加泄漏或发生过硬接触,且在相同间隙条件下,无油润滑涡旋压缩机间隙的泄漏要比油润滑时严重,因此影响了压缩机的工作效率。本文首先基于机构学理论和涡旋压缩机的工作原理建立的四连杆模型及复数矢量方程,计算并分析了机构误差对动涡旋运动的影响规律,其次建立了机构误差和泄漏间隙的关系式,计算了曲轴转动一周时机构误差引起的切向泄漏间隙、泄漏量及泄漏率的变化规律。考虑机构误差对涡旋压缩机动涡旋运动及切向泄漏的影响,不仅可以为提高压缩效率和可靠性提供理论依据,还可使涡旋压缩机更好地满足市场需求,加大涡旋压缩机在市场中的竞争力。依据简化的四连杆机构及复数矢量方程,建立了平行四连杆机构运动方程,并对理想条件下动涡旋盘的运动方程进行了求解,详细分析了理想条件下动涡旋盘的运动状况。由于生产制造、装配及后期工作磨损等原因,机构误差无法避免,对单个杆件取定机构误差的条件下,计算了含有机构误差时动涡旋的运动规律,并将计算结果与理想条件下动涡旋运动状况进行了分析对比。由于实际情况下,机构误差存在的方式及大小复杂多变,因此对机构误差所有可能存在的情况进行了全面详细分析,并结合机构学理论和数值计算,为计算结果的准确性进行了验证。已有的有关涡旋压缩机切向泄漏量的研究均是在给定切向泄漏间隙的基础上进行求解的,但实际压缩机工作过程中泄漏间隙是变化的,因此取定泄漏间隙得出的计算结果不够准确,本文利用基于通用型线理论得出的切向泄漏间隙计算式,对因机构误差引起的切向泄漏间隙随曲轴转动的变化规律进行了数值计算和分析。基于涡旋压缩机的结构特点、运动方式和工作原理,建立了涡旋压缩机热力学模型,对压缩介质为空气的涡旋压缩机工作中各压缩腔的压力、温度和密度随曲轴转动一个周期时的变化过程进行了数值计算;建立了压缩介质为纯气体时切向泄漏量和泄漏率的数学表达式,获得切向泄漏量和泄漏率随机构误差的变化规律。由计算结果分析可知,机构误差对涡旋压缩机切向泄漏的影响不可忽略。
【学位授予单位】：兰州理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TH45

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