變截面渦旋壓縮機(jī)數(shù)學(xué)模型及腔內(nèi)流場(chǎng)分析.pdf

1、變截面渦旋壓縮機(jī)能以較少的渦旋圈數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)更高的壓縮比，因此在工業(yè)生產(chǎn)得到了廣泛應(yīng)用。然而目前關(guān)于變截面渦旋壓縮機(jī)工作特性的研究尚不完善，多數(shù)研究者在分析時(shí)都采用了簡(jiǎn)化的計(jì)算模型，未能準(zhǔn)確反映其工作過(guò)程。針對(duì)這種現(xiàn)狀，本文建立了包含泄漏和熱傳遞因素在內(nèi)的變截面渦旋壓縮機(jī)數(shù)學(xué)模型。通過(guò)對(duì)數(shù)學(xué)模型的求解分析，研究了其工作特性。最后采用流場(chǎng)模擬分析的方法驗(yàn)證了數(shù)學(xué)模型的準(zhǔn)確性。具體內(nèi)容主要有以下幾方面：
　　（1）選取圓漸開線—高次曲線作

2、為渦旋型線的基線，建立了完整的變截面渦旋型線方程。對(duì)其工作腔的容積變化進(jìn)行分析計(jì)算，給出了不同轉(zhuǎn)角時(shí)的容積計(jì)算公式。依據(jù)質(zhì)量守恒和能量守恒定律，考慮到壓縮過(guò)程中存在的泄漏、傳熱等因素，建立了變截面渦旋壓縮機(jī)的數(shù)學(xué)模型。
　?。?）采用歐拉法對(duì)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行求解，分析了工作過(guò)程中壓縮腔內(nèi)壓力、溫度隨主軸轉(zhuǎn)角變化的規(guī)律，并將建立的綜合模型和簡(jiǎn)化的計(jì)算模型進(jìn)行對(duì)比分析，闡述了兩者之間產(chǎn)生差異的原因。結(jié)果顯示，壓力、溫度都隨著主軸轉(zhuǎn)角的增加

3、而升高，在壓縮過(guò)程的不同階段，增長(zhǎng)變化速度有所不同。簡(jiǎn)化模型沒(méi)有考慮到泄漏和熱傳遞因素，獲得的計(jì)算結(jié)果要高于綜合模型。
　　（3）利用計(jì)算流體力學(xué)的方法，對(duì)變截面渦旋壓縮機(jī)工作腔內(nèi)的流場(chǎng)進(jìn)行模擬分析，得到了一個(gè)工作周期內(nèi)壓力場(chǎng)、溫度場(chǎng)和速度場(chǎng)的分布信息。將流場(chǎng)分析所得的數(shù)據(jù)進(jìn)行提取，通過(guò)與數(shù)學(xué)模型得出的數(shù)據(jù)對(duì)比，驗(yàn)證了數(shù)學(xué)模型的準(zhǔn)確性。
　　結(jié)果表明，所建立的數(shù)學(xué)模型能夠反映出變截面渦旋壓縮機(jī)的工作特性，腔內(nèi)流場(chǎng)分析彌補(bǔ)了理