平衡式雙螺桿壓縮機主機工作過程的數(shù)值模擬與仿真分析.pdf

1、雙螺桿壓縮機廣泛地應用于軍工、冶金、石油、化工、船舶、碼頭、電力、機械、建材、輕紡、造紙、油庫、環(huán)保、食品等行業(yè)。傳統(tǒng)雙螺桿壓縮機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。對于運用石油、石化領域的大排量雙螺桿壓縮機過大的軸向負載是嚴重影響其無故障運行周期長短的關鍵因素。為此課題組為順應市場需求開展大幅度減少軸向負載的平衡式雙螺桿壓縮機研制。

2、r>　　為了平衡軸向負載平衡式雙螺桿壓縮機采用雙工作腔結構，其轉(zhuǎn)子受力情況、結構形式與結構參數(shù)、內(nèi)部流場變化情況都有較大的改變。顯然照用傳統(tǒng)的螺桿壓縮機設計理論與方法來進行平衡式雙螺桿壓縮機設計難以達到最佳效果。
　　鑒此，采用流體力學、建模理論與仿真技術開展排量、螺桿型線、進排氣結構條件下轉(zhuǎn)子負載及熱變形研究；構建平衡式雙螺桿壓縮機三維模型；運用ANSYS WORKBENCH等專業(yè)軟件工具對其主機工作過程進行數(shù)值模擬與仿真分析；

3、分析主機流場變化情況等等是加快平衡式雙螺桿壓縮機研制進程，降低研制成本的必要途徑，對實現(xiàn)平衡式雙螺桿壓縮機的數(shù)字化設計起著關鍵的作用。
　　文中通過對螺桿轉(zhuǎn)子型線幾何特性以及壓縮機整機性能的研究，確定螺桿轉(zhuǎn)子的外形參數(shù)以及壓縮機其它主要零部件的結構及外形尺寸；在此基礎上，通過PRO/E強大的三維建模能力，建立好平衡式雙螺桿壓縮機螺桿轉(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入ANSYS WORKBENCH中，在其中完

4、成對平衡式雙螺桿壓縮機的數(shù)值模擬與仿真分析；針對如何提高轉(zhuǎn)子軸向力分析精度，對螺桿轉(zhuǎn)子精確加載方法進行了研究，提出了基于嚙合接觸線加載負荷法；為驗證平衡式雙螺桿壓縮機螺桿轉(zhuǎn)子軸向受力理論上為零，對其進行熱應力進行分析；為了了解螺桿壓縮機內(nèi)部的速度場、溫度場以及壓力場分布情況，分別對傳統(tǒng)以及平衡式雙螺桿壓縮機主機工作過程進行流場分析；為清楚的了解平衡式雙螺桿壓縮機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，對其進行數(shù)