球塞式空气压缩机的工作特性及试验研究

发布时间：2017-09-22 10:11

  本文关键词：球塞式空气压缩机的工作特性及试验研究

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【摘要】：经过几十年的发展,我国的空气压缩机技术取得了长足的进步,并进入诸多工业生产和社会生活领域,产生了巨大的经济效益和社会效益。本文介绍一种新型工作原理的空气压缩机——球塞式空压机,并对其相关工作特性进行研究。 球塞式空压机是一种容积式回转空压机,采用轴配流,利用球形活塞作为压缩元件,可连续吸排气,具有结构简单可靠、动平衡性好、易于实现高转速和大排气量等一系列优点。本文先介绍了球塞式空压机的基本结构及工作原理,并对其分类和应用作了简单总结。为进一步研究其工作特性,本文通过建立数学模型,揭示了该空压机中转子缸孔工作腔内的气体状态参数的变化规律,探明了部分结构参数对球塞式空压机相关工作性能的影响,并着重对气体压力随转角的动态变化进行深入研究,得出了相关仿真曲线图。然后,利用Fluent软件的动网格技术,对球塞式空压机简化后的二维计算模型进行流体仿真计算,得出了吸、压气阶段不同时刻的速度场、压力场和温度场分布图,并比较了主轴不同转速对计算模型流场特性的影响。最后,设计了球塞式空压机的跑合和排气量测定试验回路,并对样机进行了跑合试验,记录了相关试验数据。 通过理论研究和试验测试,证明了球塞式空压机是可行的,必将在动力和自动化控制等领域具有广阔的应用前景。
【关键词】：球塞式空压机 动态过程 流体仿真 试验
【学位授予单位】：南昌大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH45
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-7
• 第1章 引言7-15
• 1.1 课题来源及意义7
• 1.2 本课题的国内外研究现状7-9
• 1.2.1 球塞式结构的国外研究现状8-9
• 1.2.2 球塞式结构的国内研究现状9
• 1.3 空压机的发展现状概述9-13
• 1.4 本文的主要研究内容13-15
• 第2章 球塞式空压机的结构及原理简介15-19
• 2.1 球塞式空压机的结构及类别15-17
• 2.2 球塞式空压机的工作原理17-18
• 2.3 球塞式空压机的应用场合18
• 2.4 本章小结18-19
• 第3章 球塞式空压机动态过程研究及仿真19-31
• 3.1 压气阶段的动态过程19-24
• 3.1.1 工作容积的动态变化19-20
• 3.1.2 工作腔内气体状态的动态变化20
• 3.1.3 压强的动态变化20-24
• 3.2 吸气阶段的动态过程24-26
• 3.3 实例计算与动态仿真26-30
• 3.4 结论30
• 3.5 本章小结30-31
• 第4章 球塞式空压机流场仿真与分析31-53
• 4.1 计算模型的建立31-34
• 4.1.1 几何模型的简化31
• 4.1.2 几何模型的网格划分31-32
• 4.1.3 边界条件的设置32-34
• 4.2 计算模型的求解34-38
• 4.2.1 求解器的选择34
• 4.2.2 基本求解器的定义34
• 4.2.3 网格运动的定义34-38
• 4.2.4 初始及边界条件的定义38
• 4.2.5 求解方法的定义38
• 4.3 计算结果的分析38-51
• 4.3.1 吸气阶段的流场与温度场分析38-43
• 4.3.2 压气阶段的流场与温度场分析43-46
• 4.3.3 转速对流场与温度场的影响46-51
• 4.4 本章小结51-53
• 第5章 球塞式空压机的试验研究53-57
• 5.1 试验平台的搭建53-55
• 5.1.1 跑合试验的设计53-54
• 5.1.2 排气量测定试验的设计54-55
• 5.2 试验测试55-56
• 5.3 本章小结56-57
• 第6章 总结与展望57-59
• 6.1 全文总结57-58
• 6.2 展望58-59
• 致谢59-60
• 参考文献60-63
• 攻读学位期间的研究成果63

【参考文献】

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本文编号：900217