平衡式雙螺桿壓縮機(jī)主機(jī)工作過程的數(shù)值模擬與仿真分析.pdf

1、雙螺桿壓縮機(jī)廣泛地應(yīng)用于軍工、冶金、石油、化工、船舶、碼頭、電力、機(jī)械、建材、輕紡、造紙、油庫(kù)、環(huán)保、食品等行業(yè)。傳統(tǒng)雙螺桿壓縮機(jī)通常采用單一工作腔方式，其一端為吸氣口，另一端排氣口，導(dǎo)致螺桿轉(zhuǎn)子承受單一方向的軸向力作用，而軸向力的大小隨著輸出壓力與排量增加而增大。對(duì)于運(yùn)用石油、石化領(lǐng)域的大排量雙螺桿壓縮機(jī)過大的軸向負(fù)載是嚴(yán)重影響其無故障運(yùn)行周期長(zhǎng)短的關(guān)鍵因素。為此課題組為順應(yīng)市場(chǎng)需求開展大幅度減少軸向負(fù)載的平衡式雙螺桿壓縮機(jī)研制。

2、r>　　為了平衡軸向負(fù)載平衡式雙螺桿壓縮機(jī)采用雙工作腔結(jié)構(gòu)，其轉(zhuǎn)子受力情況、結(jié)構(gòu)形式與結(jié)構(gòu)參數(shù)、內(nèi)部流場(chǎng)變化情況都有較大的改變。顯然照用傳統(tǒng)的螺桿壓縮機(jī)設(shè)計(jì)理論與方法來進(jìn)行平衡式雙螺桿壓縮機(jī)設(shè)計(jì)難以達(dá)到最佳效果。
　　鑒此，采用流體力學(xué)、建模理論與仿真技術(shù)開展排量、螺桿型線、進(jìn)排氣結(jié)構(gòu)條件下轉(zhuǎn)子負(fù)載及熱變形研究；構(gòu)建平衡式雙螺桿壓縮機(jī)三維模型；運(yùn)用ANSYS WORKBENCH等專業(yè)軟件工具對(duì)其主機(jī)工作過程進(jìn)行數(shù)值模擬與仿真分析；

3、分析主機(jī)流場(chǎng)變化情況等等是加快平衡式雙螺桿壓縮機(jī)研制進(jìn)程，降低研制成本的必要途徑，對(duì)實(shí)現(xiàn)平衡式雙螺桿壓縮機(jī)的數(shù)字化設(shè)計(jì)起著關(guān)鍵的作用。
　　文中通過對(duì)螺桿轉(zhuǎn)子型線幾何特性以及壓縮機(jī)整機(jī)性能的研究，確定螺桿轉(zhuǎn)子的外形參數(shù)以及壓縮機(jī)其它主要零部件的結(jié)構(gòu)及外形尺寸；在此基礎(chǔ)上，通過PRO/E強(qiáng)大的三維建模能力，建立好平衡式雙螺桿壓縮機(jī)螺桿轉(zhuǎn)子以及其它主要零部件的三維仿真模型，以無縫連接的方式導(dǎo)入ANSYS WORKBENCH中，在其中完

4、成對(duì)平衡式雙螺桿壓縮機(jī)的數(shù)值模擬與仿真分析；針對(duì)如何提高轉(zhuǎn)子軸向力分析精度，對(duì)螺桿轉(zhuǎn)子精確加載方法進(jìn)行了研究，提出了基于嚙合接觸線加載負(fù)荷法；為驗(yàn)證平衡式雙螺桿壓縮機(jī)螺桿轉(zhuǎn)子軸向受力理論上為零，對(duì)其進(jìn)行熱應(yīng)力進(jìn)行分析；為了了解螺桿壓縮機(jī)內(nèi)部的速度場(chǎng)、溫度場(chǎng)以及壓力場(chǎng)分布情況，分別對(duì)傳統(tǒng)以及平衡式雙螺桿壓縮機(jī)主機(jī)工作過程進(jìn)行流場(chǎng)分析；為清楚的了解平衡式雙螺桿壓縮機(jī)中隔部以及排氣座回流、渦流的分布情況以及影響因素，選取不同工況下，對(duì)其進(jìn)行數(shù)