渦旋壓縮機微間隙泄漏及平衡重功率損耗的數(shù)值分析.pdf

1、渦旋壓縮機是一種新型高效、低噪的容積式壓縮機,與其他形式的壓縮機相比較在許多方面有著較大的優(yōu)勢,隨著加工制造技術(shù)的不斷發(fā)展,渦旋壓縮機已廣泛應用于制冷空調(diào)、動力工程等領(lǐng)域。由于自身的結(jié)構(gòu)特點,渦旋壓縮機的內(nèi)泄漏是影響其性能的主要因素;壓縮機曲軸上設有平衡重用于平衡動渦旋產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)慣性力及其力矩。本文重點研究了圓漸開線渦旋壓縮機微間隙泄漏特點及平衡重旋轉(zhuǎn)時的功率損耗。
　　 本研究首先根據(jù)圓漸開線渦旋壓縮機動、靜渦旋齒型線的幾何特

2、點,建立了渦旋壓縮機吸氣容積、排氣容積、容積比、未封閉吸氣容積等幾何參數(shù)的數(shù)學模型。在全面分析壓縮機的結(jié)構(gòu)、影響壓縮機性能及工作過程的各種因素的基礎上,建立了考慮內(nèi)部泄漏的壓縮機工作過程熱力學模型,并通過對微間隙氣體泄漏特點的研究,依據(jù)流體力學N-S方程、連續(xù)方程、狀態(tài)方程等,建立了渦旋壓縮機內(nèi)部切向泄漏、徑向泄漏以及動渦旋與支架體間的泄漏數(shù)學模型。渦旋壓縮機的內(nèi)泄漏間隙通常只有幾十微米,泄漏流動理論數(shù)學模型并沒有考慮微通道表面粗糙度對

3、氣體流動特性的影響。以渦旋壓縮機純氣體內(nèi)泄漏模型為研究對象,在微尺度、低壓差泄漏流動過程的基礎上,采用計算流體動力學方法,應用FLUENT軟件分析了微間隙表面均勻鋸齒狀粗糙元的高度、分布密度和布置方式對于充分發(fā)展的泄漏流動的影響。結(jié)果表明,較大的粗糙元高度和較大的微元分布密度可以有效增大泄漏微流體流動阻力,降低泄漏流速。為了平衡動渦旋偏心設置所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)慣性力及其力矩,渦旋壓縮機曲軸上設有平衡重,平衡重在旋轉(zhuǎn)過程中與平衡腔內(nèi)氣體相互作用