涡旋压缩机作为一种新型高效容积式流体机械,具有布局规整、高效稳定和节能低振等特点,已被广泛应用于药品制造及保存、食品、工农业烘干和化工等诸多行业。涡旋盘作为涡旋压缩机的核心零部件之一,其型线设计会对涡旋压缩机的泄漏、受力、功耗、噪声和振动等多项性能产生影响。研究表明组合型线可以利用较少的涡旋圈数来实现较大的压缩比,并且在设计过程中具有较高的灵活性,因此其逐渐成为涡旋压缩机型线设计中的研究热点。在组合型线设计中,常依赖设计经验来选择型线连接点的位置,还没有深入探究连接点位置变化对压缩腔内流场特性的影响。针对这一问题,本文以基圆渐开线+高次曲线+圆弧组合型线为研究对象,以基圆渐开线和高次曲线连接点的位置为变量,采用理论计算和数值模拟相结合的方法,分析了两段型线连接点位置变化对腔体容积、腔内压力和温度及其内部流体流动的影响。具体研究内容分为以下几个方面:首先,基于平面曲线的啮合原理、通用型线的控制方程和连接点的约束条件等型线理论,推导出了基圆渐开线+高次曲线+圆弧组合型线的母线方程;通过法向等距线法生成了涡旋齿内外壁型线方程,且对涡旋齿齿头进行了双圆弧修正,并给出了压缩腔动态容积和腔内压力及温度的计算公式。其次,确定了基圆渐开线+高次曲线+圆弧组合型线设计参数,以基圆渐开线和高次曲线连接点的展开角φ1为变量,建立了相应的数学模型;利用MATLAB软件计算并得到了一个工作周期下不同模型压缩腔容积、压力和温度变化曲线,并对其进行分析。结果表明:连接点展开角φ1减小时,压缩腔容积、压力和温度均增大,并使由该型线构成的涡旋压缩机压缩比提高。为涡旋压缩机组合型线优化设计提供了理论依据。最后,分别建立主轴转角0°、89°和180°时,连接点不同展开角φ1下的压缩腔模型,通过FLUENT软件对其进行数值模拟计算,并得到了内部压力场、温度场和速度场的变化规律。结果表明:随着φ1减少,压力场最大压力增大,且其变化幅度变大;温度场中的变化规律与压力场类似;速度场中气体流速的变化范围越小,流动越平稳。这与理论计算结果基本吻合。