棱杆式压缩机结构设计及动态流场仿真
发布时间：2022-07-27 14:40
随着国民经济的高速发展,工业得到大力发展,压缩机作为国民经济大力发展的重大技术装备的配套产品,被广泛应用于各个行业中。由于空气是一种重要的动力源,有着无污染,输送方便等特点,所以近年来空气压缩机被广泛应用于机械、冶金、电子电力、医药、包装、化工、食品、采矿、纺织、交通等众多工业领域。空气压缩机是把空气通过相关的设备进行能量转化,将机械能转为动能。由于空气压缩机的大量运用,人们开始广泛的关注压缩机腔内的空气流动情况以便更好地了解压缩机的内部运行状况。由于腔体封闭,空间狭小,而且流体介质为空气,所以很难追踪到气体的实际运动情况,单靠试验的测量很难得到实际运转工况的相关数据。随着计算机的发展,通过建立实际的数学模型,模拟空气压缩机的瞬时工作过程可以弥补试验研究的不足。通过数值模拟的方法可以很清楚地记录空气的进气过程、压缩过程、排气过程气流的运动情况。本文在双螺杆式压缩机结构的基础上,针对其缺点对其型线和结构进行全新设计,使得型线和结构的布置更加合理,效率更高。运用CATIA软件建立了棱杆式空气压缩机几何模型,运用计算流体动力学（CFD） Fluent软件的动网格技术,选取合适的计算模型和方法...
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题的背景目的及意义
1.2 国内外在该方向的研究现状
1.2.1 国外在该方向的研究现状
1.2.2 国内在该方向的现状研究
1.3 本课题研究的主要内容
第2章 棱杆式空气压缩机结构以及型线设计
2.1 棱杆式空气压缩机的主要结构形式
2.2 工作原理
2.3 转子型线及其要素
2.4 转子型线设计原则
2.5 型线方程和啮合线方程
2.5.1 坐标系建立极坐标变换
2.5.2 齿曲线及其共轭曲线
2.5.3 共轭曲线的啮合线方程
2.6 型线设计
2.6.1 对称圆弧型线
2.6.2 推导各段曲线方程
2.7 转子几何特性计算
2.8 本章小结
第3章 工作过程数学模型及求解方法
3.1 气体运动控制方程
3.1.1 质量守恒方程
3.1.2 动量守恒方程
3.1.3 能量守恒方程
3.1.4 通用控制方程
3.1.5 其他控制方程
3.2 湍流模型
3.3 控制方程离散
3.4 SIMPLE算法
3.5 动网格技术
3.6 本章小结
第4章 棱杆式空气压缩机的流场仿真分析
4.1 几何模型
4.2 建立求解模型
4.3 网格运动设置
4.4 初始条件和边界条件的设置
4.5 计算结果与分析
4.5.1 进气过程中气道内的流场分析
4.5.2 压缩过程腔体内的流场分析
4.5.3 排气过程中气体的流场分析
4.6 转速对腔体内的总体参数的影响
4.7 本章小结
第5章 棱杆式空气压缩机试验分析
5.1 试验设计
5.2 出口压力
5.3 对比分析
5.4 本章小结
结论
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]未来汽车新能源探讨[J]. 沙永康. 时代汽车. 2009(10)
[2]我国新能源汽车的发展[J]. 雷芳芳. 汽车工程师. 2009(05)
[3]三惰轮复合齿轮泵的流场仿真分析[J]. 阮进华. 煤矿机械. 2009(01)
[4]复合齿轮泵的流场的仿真研究[J]. 李娟,曹多美. 科技信息(科学教研). 2008(25)
[5]中国空气压缩机市场[J]. 王静晓. 通用机械. 2008(06)
[6]节能离心泵全流道内部湍流的动态大涡模拟[J]. 王文全,张立翔,闫妍,姚激. 流体机械. 2008(01)
[7]容积式压缩机排气流动的数值计算[J]. 王君,李娟娟,李强. 压缩机技术. 2007(05)
[8]汽车新能源的研究现状及应用[J]. 张金宝,梁荣光. 内燃机. 2007(05)
[9]润滑用齿轮泵内部流场的动态模拟[J]. 江帆,陈维平,李元元,屈盛官. 现代制造工程. 2007(06)
[10]国内螺杆压缩机的发展现状[J]. 喻志强,林子良,于洋. 通用机械. 2006(08)
硕士论文
[1]WD615柴油机气缸内动态流场研究[D]. 任丽娟.哈尔滨工业大学 2009
[2]双螺杆真空泵转子型线设计与仿真研究[D]. 王琼娥.浙江大学 2005
本文编号：3665639
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题的背景目的及意义
1.2 国内外在该方向的研究现状
1.2.1 国外在该方向的研究现状
1.2.2 国内在该方向的现状研究
1.3 本课题研究的主要内容
第2章 棱杆式空气压缩机结构以及型线设计
2.1 棱杆式空气压缩机的主要结构形式
2.2 工作原理
2.3 转子型线及其要素
2.4 转子型线设计原则
2.5 型线方程和啮合线方程
2.5.1 坐标系建立极坐标变换
2.5.2 齿曲线及其共轭曲线
2.5.3 共轭曲线的啮合线方程
2.6 型线设计
2.6.1 对称圆弧型线
2.6.2 推导各段曲线方程
2.7 转子几何特性计算
2.8 本章小结
第3章 工作过程数学模型及求解方法
3.1 气体运动控制方程
3.1.1 质量守恒方程
3.1.2 动量守恒方程
3.1.3 能量守恒方程
3.1.4 通用控制方程
3.1.5 其他控制方程
3.2 湍流模型
3.3 控制方程离散
3.4 SIMPLE算法
3.5 动网格技术
3.6 本章小结
第4章 棱杆式空气压缩机的流场仿真分析
4.1 几何模型
4.2 建立求解模型
4.3 网格运动设置
4.4 初始条件和边界条件的设置
4.5 计算结果与分析
4.5.1 进气过程中气道内的流场分析
4.5.2 压缩过程腔体内的流场分析
4.5.3 排气过程中气体的流场分析
4.6 转速对腔体内的总体参数的影响
4.7 本章小结
第5章 棱杆式空气压缩机试验分析
5.1 试验设计
5.2 出口压力
5.3 对比分析
5.4 本章小结
结论
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]未来汽车新能源探讨[J]. 沙永康. 时代汽车. 2009(10)
[2]我国新能源汽车的发展[J]. 雷芳芳. 汽车工程师. 2009(05)
[3]三惰轮复合齿轮泵的流场仿真分析[J]. 阮进华. 煤矿机械. 2009(01)
[4]复合齿轮泵的流场的仿真研究[J]. 李娟,曹多美. 科技信息(科学教研). 2008(25)
[5]中国空气压缩机市场[J]. 王静晓. 通用机械. 2008(06)
[6]节能离心泵全流道内部湍流的动态大涡模拟[J]. 王文全,张立翔,闫妍,姚激. 流体机械. 2008(01)
[7]容积式压缩机排气流动的数值计算[J]. 王君,李娟娟,李强. 压缩机技术. 2007(05)
[8]汽车新能源的研究现状及应用[J]. 张金宝,梁荣光. 内燃机. 2007(05)
[9]润滑用齿轮泵内部流场的动态模拟[J]. 江帆,陈维平,李元元,屈盛官. 现代制造工程. 2007(06)
[10]国内螺杆压缩机的发展现状[J]. 喻志强,林子良,于洋. 通用机械. 2006(08)
硕士论文
[1]WD615柴油机气缸内动态流场研究[D]. 任丽娟.哈尔滨工业大学 2009
[2]双螺杆真空泵转子型线设计与仿真研究[D]. 王琼娥.浙江大学 2005
本文编号：3665639
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