變截面渦旋壓縮機(jī)動(dòng)渦盤熱—結(jié)構(gòu)耦合的應(yīng)力和變形分析.pdf

1、渦旋壓縮機(jī)作為一種新型節(jié)能高效的容積式壓縮機(jī)，人們對(duì)其研究越來(lái)越深入，應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。但是由于渦旋壓縮機(jī)獨(dú)特的結(jié)構(gòu)及工作方式，導(dǎo)致準(zhǔn)確掌握內(nèi)部壓縮工質(zhì)及零部件特性是非常困難的。這非常不利于渦旋壓縮機(jī)的實(shí)際生產(chǎn)與應(yīng)用。
　　針對(duì)這種情況，本文首先依據(jù)渦旋型線的嚙合理論和法向等距線法等，設(shè)計(jì)了變截面動(dòng)渦旋盤的型線，并建立其三維模型。然后建立了變截面渦旋壓縮機(jī)工作過(guò)程的數(shù)學(xué)模型，計(jì)算了月牙形的壓縮腔容積的動(dòng)態(tài)變化規(guī)律以及工作腔內(nèi)氣體壓

2、力和溫度的變化規(guī)律，討論了相鄰工作腔內(nèi)氣體熱量的傳遞問(wèn)題。接著以這些工作為基礎(chǔ)，利用計(jì)算流體力學(xué)(CFD)的理論方法和流體仿真軟件FLUENT，對(duì)變截面渦旋壓縮機(jī)的工作過(guò)程進(jìn)行了瞬態(tài)模擬仿真，得到了工作腔內(nèi)壓縮氣體的速度場(chǎng)，壓力場(chǎng)和溫度場(chǎng)。模擬結(jié)果表明，利用該方法得到的氣體特征與理論計(jì)算結(jié)果相一致，且符合其實(shí)際工況。
　　對(duì)變截面動(dòng)渦旋盤進(jìn)行數(shù)值分析時(shí)，本文考慮到了其受到的實(shí)際載荷及簡(jiǎn)化載荷的不同工況。首先建立了基于流場(chǎng)分析的熱載

3、荷邊界條件，并利用有限元分析軟件得到了渦旋盤上的溫度分布。分析結(jié)果表明，該方法得到的渦盤溫度分布較線性均勻分布呈現(xiàn)滯后的現(xiàn)象。熱-結(jié)構(gòu)耦合分析時(shí)，渦旋盤的最大等效應(yīng)力位于軸承座內(nèi)孔根部，而單獨(dú)氣體力作用時(shí)位于渦旋齒頭根部。而齒頂面的整體變形分布小于熱膨脹分析，而大于只有氣體力載荷作用分析。所以在渦旋壓縮機(jī)工作過(guò)程中，熱載荷對(duì)渦旋盤的影響，及兩種載荷之間的相互影響是不能夠忽略的。
　　最后通過(guò)進(jìn)行靜力校核及變形分析，說(shuō)明本文所設(shè)計(jì)的