變截面渦旋壓縮機數(shù)學模型及腔內流場分析.pdf

1、變截面渦旋壓縮機能以較少的渦旋圈數(shù)來實現(xiàn)更高的壓縮比，因此在工業(yè)生產(chǎn)得到了廣泛應用。然而目前關于變截面渦旋壓縮機工作特性的研究尚不完善，多數(shù)研究者在分析時都采用了簡化的計算模型，未能準確反映其工作過程。針對這種現(xiàn)狀，本文建立了包含泄漏和熱傳遞因素在內的變截面渦旋壓縮機數(shù)學模型。通過對數(shù)學模型的求解分析，研究了其工作特性。最后采用流場模擬分析的方法驗證了數(shù)學模型的準確性。具體內容主要有以下幾方面：
　?。?）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。對其工作腔的容積變化進行分析計算，給出了不同轉角時的容積計算公式。依據(jù)質量守恒和能量守恒定律，考慮到壓縮過程中存在的泄漏、傳熱等因素，建立了變截面渦旋壓縮機的數(shù)學模型。
　?。?）采用歐拉法對數(shù)學模型進行求解，分析了工作過程中壓縮腔內壓力、溫度隨主軸轉角變化的規(guī)律，并將建立的綜合模型和簡化的計算模型進行對比分析，闡述了兩者之間產(chǎn)生差異的原因。結果顯示，壓力、溫度都隨著主軸轉角的增加

3、而升高，在壓縮過程的不同階段，增長變化速度有所不同。簡化模型沒有考慮到泄漏和熱傳遞因素，獲得的計算結果要高于綜合模型。
　?。?）利用計算流體力學的方法，對變截面渦旋壓縮機工作腔內的流場進行模擬分析，得到了一個工作周期內壓力場、溫度場和速度場的分布信息。將流場分析所得的數(shù)據(jù)進行提取，通過與數(shù)學模型得出的數(shù)據(jù)對比，驗證了數(shù)學模型的準確性。
　　結果表明，所建立的數(shù)學模型能夠反映出變截面渦旋壓縮機的工作特性，腔內流場分析彌補了理