旋叶式压缩机压力脉动消除研究

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随着我国空调行业的迅猛发展和消费者对产品质量要求的提高,由压缩机气流脉动引起的产品质量问题已成为困扰厂商的一个重要问题。为解决此问题,传统的做法是在空调管路系统中安装缓冲器、脉动衰减器(或称声学滤波器)、板孔和集管器等元件来消除气流脉动。该方法没有从源头上解决气流脉动的根源,只是在传递路径上做了消除脉动的措施,在某些设备中(例如汽车空调系统)上述方法就不能行之有效的实施,因为系统的空间有限,不允许有足够大的空间来安装消减气流脉动的元件。因此需要从源头上消除压缩机的气流脉动。本文围绕着某款旋叶式压缩机气流脉动这一主题,在阅读大量外文文献和对比分析传统方法的基础上,提出了从设计旋叶式压缩机内部通道出发,来消除旋叶式压缩机排气端的气流脉动。针对该设计目的进行了深入研究,得到了一定的效果。论文首先介绍了传统气流脉动理论的相关分析方法,如平面波动理论等,并针对旋叶式压缩机内部通道气流脉动分析指出这些方法存在的不足与缺陷;同时,针对旋叶式压缩机内部通道的复杂性,提出了基于计算流体力学CFD分析压缩机气流脉动。通过和实际工程对比分析,计算流体力学CFD更适合旋叶式压缩机内部通道气流脉动分析。计算流体力学CFD在众多工程领域大量的应用。本文针对某旋叶式压缩机排气端气流脉动问题,遵循从源头消除气流脉动的准则,对其内部通道进行优化设计。在理论计算中主要针对不同的压力不均匀度(5%、10%、15%和20%)的200Hz脉动压力和同一压力不均匀度(10%)频率从180Hz-220Hz变化的脉动压力作为边界条件,通过仿真计算对监测面的数据进行监测,最后通过理论数据和实验实验数据对比分析,验证了基于计算流体力学CFD来分析压缩机气流脉动的准确性。
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