變截面渦旋壓縮機動渦盤熱—結(jié)構(gòu)耦合的應力和變形分析.pdf

1、渦旋壓縮機作為一種新型節(jié)能高效的容積式壓縮機，人們對其研究越來越深入，應用也越來越廣泛。但是由于渦旋壓縮機獨特的結(jié)構(gòu)及工作方式，導致準確掌握內(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的實際生產(chǎn)與應用。
　　針對這種情況，本文首先依據(jù)渦旋型線的嚙合理論和法向等距線法等，設計了變截面動渦旋盤的型線，并建立其三維模型。然后建立了變截面渦旋壓縮機工作過程的數(shù)學模型，計算了月牙形的壓縮腔容積的動態(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)氣體熱量的傳遞問題。接著以這些工作為基礎，利用計算流體力學(CFD)的理論方法和流體仿真軟件FLUENT，對變截面渦旋壓縮機的工作過程進行了瞬態(tài)模擬仿真，得到了工作腔內(nèi)壓縮氣體的速度場，壓力場和溫度場。模擬結(jié)果表明，利用該方法得到的氣體特征與理論計算結(jié)果相一致，且符合其實際工況。
　　對變截面動渦旋盤進行數(shù)值分析時，本文考慮到了其受到的實際載荷及簡化載荷的不同工況。首先建立了基于流場分析的熱載

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，渦旋盤的最大等效應力位于軸承座內(nèi)孔根部，而單獨氣體力作用時位于渦旋齒頭根部。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。所以在渦旋壓縮機工作過程中，熱載荷對渦旋盤的影響，及兩種載荷之間的相互影響是不能夠忽略的。
　　最后通過進行靜力校核及變形分析，說明本文所設計的