滾動活塞壓縮機徑向間隙工質(zhì)泄漏的仿真與實驗研究.pdf

1、內(nèi)部工質(zhì)泄漏是影響滾動活塞壓縮機容積效率的一個重要因素，而徑向間隙的泄漏在滾動活塞壓縮機主要泄漏通道中泄漏量最大，因此研究徑向間隙泄漏特性具有重要意義。本文以立式單缸全封閉式滾動活塞壓縮機為研究對象，對其徑向間隙泄漏特性進行了研究。在分析了滾動活塞壓縮機結(jié)構(gòu)原理以及滑片和滾動活塞受力的基礎(chǔ)上建立了油膜密封角的理論計算公式，通過實驗測量了油膜密封角的大小，以及油膜的不對稱度，在此基礎(chǔ)上建立了徑向間隙泄漏通道的CFD仿真模型?；贑FD仿真

2、模型開展了仿真正交試驗，對徑向間隙、壓差、潤滑油粘度和偏心輪軸轉(zhuǎn)速等四個因素進行了顯著性分析，最終得到了四個因素對徑向間隙泄漏影響的顯著性水平，同時分析了徑向間隙泄漏通道泄漏形成過程。
　　本文的研究內(nèi)容如下:
　　(1)首先介紹了滾動活塞壓縮機泄漏方向的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，分析了滾動活塞壓縮機主要泄漏通道，并對其容積與壓力進行了計算。通過對滾動活塞以及滑片進行受力分析獲得了關(guān)于油膜密封角的理論計算公式。
　　(2)通過M

3、ATLAB求解出油膜密封角的理論計算值。然后利用高速攝影機機捕捉到了常壓下徑向間隙的油膜運動狀態(tài)圖像。通過自編的MATLAB圖像識別技術(shù)獲得油膜密封角與油膜不對稱度的實驗值。通過與理論計算值對比最終取油膜密封角為:19°，油膜不對稱度為:0.4276。
　　(3)進行了三因素仿真正交試驗，通過FLUENT軟件進行仿真，獲得了每組試驗的泄漏量與擊穿時間。通過方差分析獲得了三個因素的顯著性影響順序為:徑向間隙＞壓差＞潤滑油粘度。

4、>　　(4)設(shè)計加工了一套徑向泄漏模擬觀測裝置，該裝置具有密封性好，間隙可調(diào)，實驗過程中可以實時觀察其內(nèi)流體變化情況等優(yōu)點。首先通過徑向間隙、壓差、潤滑油粘度三個因素，建立3因素5水平的正交表，通過正交表所給出的實驗條件進行實驗，實驗結(jié)束后，將拍攝的視頻通過自編的MATLAB圖像處理程序進行分析，得出氣體泄漏量以及擊穿時間等實驗數(shù)據(jù)，然后通過方差分析法對實驗數(shù)據(jù)進行分析，得出三個因素的影響水平及顯著性影響順序。將仿真結(jié)果與實驗結(jié)果進行對

5、比，分析誤差原因，綜合仿真與實驗數(shù)據(jù)說明三個因素的顯著性影響順序，即徑向間隙＞壓差＞潤滑油粘度。
　　(5)在驗證了仿真正交試驗的正確性與可行性的基礎(chǔ)上進行了四因素仿真正交試驗，獲得了每組試驗的泄漏量、擊穿時間以及容積損失。通過方差分析獲得了四個因素的顯著性影響順序為:徑向間隙＞偏心輪軸轉(zhuǎn)速＞壓差＞潤滑油粘度。在保證容積損失小于5％的情況下獲得了每個因素的取值范圍為:徑向間隙大?。?5μm，偏心輪軸轉(zhuǎn)速＞2000r/min，壓差＜