基于热力学涡旋压缩机涡旋盘的结构优化设计

发布时间：2020-10-13 17:20

　　 无油涡旋空气压缩机具有运行平稳、结构紧凑、噪声低、工作效率高、无污染等特点,被广泛应用于轮胎充气或食品、医药、质子交换膜燃料电池等需要纯净气源的场合。由于空气绝热指数较大,无油涡旋空气压缩机在工作过程中温度较高,涡旋盘的热变形比较明显。涡旋盘各处的不均匀变形会造成动、静涡旋盘之间发生干涉或使压缩机泄露严重,直接影响到涡旋压缩机能否正常运行。目前研发人员在涡旋压缩机涡旋盘的设计过程中,对涡旋盘的基本结构参数:涡旋齿厚度、涡旋齿高度、涡旋盘底板厚度、涡旋盘之间啮合间隙等往往采用经验值。为了避免过多经验设计,提高涡旋压缩机性能。根据涡旋压缩机涡旋盘的热变形情况,以减小压缩机泄露、提高排量为目标,对动、静涡旋盘进行结构优化设计。为此本文根据无油涡旋空气压缩机技术参数进行了核心部件动静涡旋盘的基本结构参数的计算,完成了涡旋盘结构的初步设计。建立了涡旋盘热边界条件计算的数学模型,通过有限元方法仿真得到了动、静涡旋盘的温度场,并对涡旋盘的温度分布趋势进行了分析。对动、静涡旋盘受热后的结构变形进行了仿真分析,建立了动、静涡旋盘径向干涉及轴向干涉分析的数学模型。得到了在转动过程中,动静涡旋盘之间的干涉情况。并建立了在实际切向泄露下的涡旋压缩机排量计算模型。以涡旋压缩机排量为目标函数,对涡旋盘基本结构参数进行优化设计,分别分析了涡旋压缩机涡旋盘单一结构参数和组合结构参数下的排量变化,得到最佳的涡旋盘基本结构参数。
【学位单位】：南昌大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TH45
【部分图文】：

的绝热指数较大，无油涡旋空气压缩机严重。在高温下，涡旋盘的热变形比较合来实现气体压缩的精密器械，涡旋盘处的初始啮合间隙将发生改变。啮合间撞齿，间隙过大，会导致涡旋压缩机泄涡旋压缩机的性能，关系到压缩机能对无油涡旋空气压缩机涡旋盘温度场析，并对涡旋盘进行结构优化，对于涡有重要的意义。本结构及工作原理构主要由动涡旋盘、静涡旋盘、偏心小体装配体剖面图如下图 1.1 所示。

第 1 章 绪论理机是通过动、静涡旋盘涡旋齿之间的啮合改变压缩的流体机械。一般情况下，动、静涡旋盘涡旋齿的结旋盘涡旋齿呈 180°对称分布。在主轴转动的过程，动、静涡旋齿啮合后形成的压缩腔也逐渐由外向下图 2.1 所示，当 θ=0°时，最外圈工作腔闭合，完成逐渐由外圈向中心移动，工作腔容积减少，腔内气时工作腔继续向中心移动，工作腔容积进一步减小 θ=360°时，此时涡旋齿啮合情况与图 2.1a 相同，完

第 2 章 涡旋压缩机的结构设计第 2 章 涡旋压缩机的结构设计涡旋压缩机主要由动涡旋盘、静涡旋盘、防自传机构、曲轴、和支架体等零部件组成。在进行涡旋压缩机的结构设计时，通常需要根据压缩机技术要求进行各零部件的设计。涡旋压缩机整机结构设计中，动、静涡旋盘的设计是整个设计的核心，需要根据压缩机技术要求进行其结构基本参数的设计。其余零部件的设计与传统机械设计基本相同。因此主要介绍动、静涡旋盘的结构设计过程。2.1 涡旋盘基本结构参数的设计2.1.1 涡旋盘主要结构参数如下图 2.2 所示，涡旋齿的结构参数包括：涡旋齿齿高 h、齿厚 t、节距Pt以及涡旋齿圈数 n、涡旋盘直径 D 等。
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本文编号：2839454