新型不对称涡旋齿的构建与涡旋压缩机工作特性研究

来源 :中国石油大学(华东) | 被引量 : 0次 | 上传用户:a234917658
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涡旋型线对涡旋压缩机的工作性能起着决定性作用。现有异步吸气涡旋压缩机由于两组工作腔的内容积比不相等,导致在排气口开启的瞬间出现不同压力气体的混合,从而造成不可逆排气损失。针对该问题,本文详细研究了三种基于中线的对称型线修正齿型(对称双圆弧修正、对称多对圆弧修正以及对称圆渐开线修正)的设计方法,由此提出了三种基于中线的不对称型线修正齿形(不对称双圆弧修正、不对称多对圆弧修正以及不对称圆渐开线修正);建立了3种基于中线的不对称型线修正齿形的几何理论,研究了独立几何参数对涡旋齿性能的影响。利用所提出的不对称双圆弧修正构建了一种两组工作腔的内容积比相等的新型不对称涡旋齿结构,建立了其几何理论;研究了修正参数对涡旋压缩机性能的影响。新型不对称涡旋压缩机的构建实现了异步吸气涡旋压缩机两组工作腔内容积比的相等,解决了现有异步吸气涡旋压缩机在排气过程中产生不可逆损失的问题。通过三维数值模拟研究了新型不对称涡旋压缩机和现有异步吸气涡旋压缩机工作腔的内部流动特性,研究了其压力场、速度矢量以及工作腔流场流线的分布规律;研究了两类涡旋压缩机的动、静涡旋齿在温度和压力载荷共同作用下的应力变形分布规律。研究结果表明:新型不对称涡旋压缩机的工作腔内流场流动是较为均匀的,在即将开始排气时刻两排气腔内的气体压力相等,排气过程中未产生较为明显的气流漩涡;且新型不对称涡旋压缩机的应力和变形量均小于现有异步吸气涡旋压缩机的应力和变形量。因此,所构建的新型不对称涡旋压缩机具有更好的工作特性和力学特性,对促进异步吸气涡旋压缩机的发展和应用具有重要意义。
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