滾動轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)內(nèi)部工質(zhì)泄漏的CFD仿真研究.pdf

1、滾動轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)存在多個運(yùn)動副和泄漏通道，內(nèi)部工質(zhì)泄漏成為制約其容積效率的重要因素，研究壓縮機(jī)內(nèi)部工質(zhì)泄漏特性從而改善壓縮機(jī)性能具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文以全封閉立式單缸滾動轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)為研究對象，分析了壓縮機(jī)內(nèi)部各泄漏通道的特點(diǎn)并根據(jù)流體力學(xué)縫隙流動模型建立其數(shù)學(xué)模型，在此基礎(chǔ)上運(yùn)用CFD數(shù)值模擬研究方法對壓縮機(jī)的滑片與滑槽間隙和轉(zhuǎn)子與端蓋間隙進(jìn)行單相潤滑油泄漏仿真，對徑向間隙以及滑片與端蓋間隙進(jìn)行油氣兩相泄漏仿真，得到各間隙在壓縮機(jī)設(shè)

2、計(jì)參數(shù)要求下的最大值。仿真結(jié)果還表明間隙內(nèi)油氣兩相流體的流動特性并非均勻混合狀態(tài)，而是在粘性的作用下油氣分層流動，油膜呈波浪狀，徑向間隙中間段出現(xiàn)潤滑油堆積現(xiàn)象。本文的主要研究內(nèi)容如下:
　　(1)闡述滾動轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工作原理，建立其吸氣腔與壓縮腔壓力和容積的數(shù)學(xué)模型以及滑片的運(yùn)動學(xué)模型。
　　(2)針對壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分析其內(nèi)部各間隙的幾何特征，結(jié)合流體力學(xué)微通道流動模型，建立了壓縮機(jī)內(nèi)部各泄漏通道的泄漏數(shù)學(xué)模

3、型。
　　(3)建立滑片與滑槽間隙和轉(zhuǎn)子與端蓋間隙的單相潤滑油CFD模擬仿真模型，徑向間隙和滑片與端蓋間隙的油氣兩相CFD模擬仿真模型。通過仿真得到:要將壓縮機(jī)因泄漏造成的容積損失控制在5％以下，各泄漏通道最大間隙值必須控制在以下范圍內(nèi)，徑向間隙為27μm;滑片與滑槽間隙為25μm;滑片與端蓋間隙為35μm;轉(zhuǎn)子與端蓋間隙為31μm。
　　(4)分析了壓縮機(jī)各運(yùn)動副配合間隙內(nèi)流體的泄漏特性和流場特點(diǎn)，表明間隙內(nèi)油氣兩相流體的