變截面渦旋壓縮機(jī)排氣腔的流場(chǎng)分析.pdf

1、渦旋壓縮機(jī)作為高效節(jié)能的第三代新型壓縮機(jī)，近年來(lái)得到了科研人員越來(lái)越多的重視和研究，應(yīng)用范圍也越來(lái)越廣泛。渦旋壓縮機(jī)獨(dú)特的工作原理導(dǎo)致了其工作過(guò)程中內(nèi)部流場(chǎng)的復(fù)雜性，同時(shí)在排氣過(guò)程中渦旋壓縮機(jī)的渦旋齒和排氣孔受腔內(nèi)氣體影響相對(duì)較大。所以，為了能夠?yàn)槲磥?lái)研究壓縮機(jī)的科研人員提供設(shè)計(jì)參考，對(duì)渦旋壓縮機(jī)排氣過(guò)程中排氣腔的流場(chǎng)進(jìn)行瞬態(tài)仿真分析十分重要的。
　　本文首先介紹了渦旋壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理，設(shè)計(jì)了由圓漸開(kāi)線(xiàn)組合而成的渦旋型線(xiàn)，并

2、建立了渦旋盤(pán)的型線(xiàn)方程與三維實(shí)體模型。同時(shí)建立了變截面渦旋壓縮機(jī)工作過(guò)程中工作腔的數(shù)學(xué)模型。然后在同時(shí)遵循熱量守恒和熱量傳遞的相關(guān)理論規(guī)律的基礎(chǔ)上，分析研究了渦旋壓縮機(jī)工作腔體的體積變化情況和熱量的傳遞情況，并計(jì)算了工作腔內(nèi)氣體壓力和溫度的變化規(guī)律。以上述工作為基礎(chǔ)，將渦旋壓縮機(jī)的三維模型簡(jiǎn)化為二維流體域模型，分析并獲得了適合模擬仿真渦旋壓縮機(jī)腔內(nèi)流場(chǎng)的網(wǎng)格形式。本文流場(chǎng)模擬時(shí)假定工質(zhì)為理想氣體，同時(shí)選用了動(dòng)網(wǎng)格技術(shù)中比較適合壓縮機(jī)腔內(nèi)

3、流場(chǎng)的劃分方法。最后利用流體仿真軟件 FLUENT對(duì)變截面渦旋壓縮機(jī)的排氣過(guò)程進(jìn)行了瞬態(tài)模擬仿真，得到了排氣過(guò)程排氣腔內(nèi)氣體的速度、壓力、溫度的流場(chǎng)分布情況。同時(shí)在邊界條件一致的情況下，將變截面與等截面渦旋壓縮機(jī)的流場(chǎng)分布進(jìn)行了對(duì)比，從流場(chǎng)方面證明了變截面渦旋壓縮機(jī)在排氣過(guò)程中的結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì)。雖然二維模型的簡(jiǎn)化導(dǎo)致了模擬結(jié)果和實(shí)際存在著一定的偏差，但是通過(guò)變截面和等截面渦旋壓縮機(jī)流場(chǎng)分布的相互比照可以看出，仿真結(jié)果與渦旋壓縮機(jī)的理論特性是相