涡旋压缩机在工农业、医疗器械、交通运输等领域得到广泛应用,其噪音小、效率高、结构紧凑等特点也得到了业内的一致认可。如何进一步开发出性能更好、结构更紧凑的涡旋压缩机一直是研究者们关注的焦点,而深入研究其内流机理及间隙泄漏特性是实现涡旋压缩机优化设计的关键。本文以涡旋制冷压缩机为研究对象,建立了其三维非稳态数值计算模型,开展了内流计算及间隙泄漏计算,并进行了试验验证。主要工作如下:(1)基于结构化动网格技术,建立了高精度的涡旋制冷压缩机三维非稳态数值计算模型,并引入轴向间隙模型,对数值模型的可靠性进行了试验验证。结果表明与不含轴向间隙的数值模型相比,加入轴向间隙模型后容积效率、COP及绝热效率等分别下降了 5.11%、8%、6.32%,更接近试验值,数值模型的计算精度得到了较大的提高。压缩机运行在略高于理论压力工况下绝热效率较高,压比为3(理论压比为2.63)时,绝热效率达到最大值69.25%。(2)由于压缩机吸气流道设计的不对称性,造成吸气完成时刻一对工作腔内压力的不对称分布。动盘对一对工作腔内的涡的形成的影响作用相反,造成了一对工作腔内周向泄漏涡分布的不对称,进而引起了温度在一对工作腔内分布的不对称。由于动盘的运动,造成吸气过程中吸气流道存在“截断”和“源”等特殊流动,而这些特殊流动现象在一定程度上限制了压缩机的吸气量。(3)由于周向泄漏通道先缩小后扩大,造成泄漏工质通过径向间隙时,泄漏工质的压力、温度先下降后升高。低转速或高压比运行工况下,周向泄漏流对下游工作腔的影响区域较大。周向泄漏通道出现超音速流动现象,在径向间隙喉部下游位置,马赫数达到最大值。径向泄漏由于受到较大的流动阻力,未出现超音速流动。通过对比三种泄漏模型,结果表明等熵喷管模型由于忽略掉流体粘性的原因使得泄漏量的计算偏差较大,而Bell泄漏模型在高雷诺数、较大间隙下的泄漏量的计算精度不足。