微型涡旋压缩机泄漏的理论计算

简要回顾了近年来在涡旋压缩机泄漏方面的研究进展,提出了微型涡旋压缩机的概念,并对微型涡旋压缩机的泄漏问题进行了理论计算.通过对泄漏通道和流动特性的分析,建立了泄漏计算模型,讨论了泄漏间隙等参数对泄漏的影响.计算模型和计算结果可为微型涡旋压缩机的设计和制造提供依据.     

涡旋压缩机泄漏研究综述

对近几年来在涡旋压缩机泄漏方面的研究作了全面的分析，并比较了各种泄漏模型的优缺点，提出了今后涡旋压缩机泄漏研究的方向。     

电涡流法测量涡旋压缩机轴向间隙的可行性试验研究

介绍了电涡流法测量位移的基本原理和性能,设计了静态校正系统,对电涡流位移传感器进行了静态特性测试,并对不同测试材料的输出特性进行了试验对比。用设计的动态测试平台模拟涡旋压缩机中形成轴向间隙的动静盘间的实际运动情况,利用基于虚拟仪器技术的数据采集系统记录数据波形。试验结果表明,电涡流位移传感器静态和动态性能好、灵敏度高、输出信号强,能满足涡旋压缩机轴向间隙小位移量的测量要求,输出波形信号频率能精确反映压缩机的转速变化情况。指出了传感器用于涡旋压缩机实际测量时的安装要点。     

表面粗糙度对无油润滑涡旋压缩机微间隙泄漏的影响

为了研究表面粗糙度对无油润滑涡旋压缩机微间隙泄漏的影响,采用均匀的锯齿状粗糙元建立了微间隙的二维模型.在微尺度、低压差泄漏模型的基础上,借助计算机数值模拟技术,研究了微间隙表面粗糙元的高度、分布密度和布置方式对充分发展的泄漏流动的影响.结果表明,气体在通道边界附近存在明显的回流和分离现象,而且粗糙元对泄漏流动的影响效果取决于其高度、分布密度及布置方式.在微间隙大小及进口压力相同的条件下,较大的粗糙元高度和分布密度可以有效增大泄漏气体的流动阻力,降低泄漏流速,从而减小泄漏量.     

CO2涡旋压缩机泄漏分析

分析了CO2涡旋压缩机的泄漏形式,并建立了泄漏间隙和泄漏量的模型。计算结果表明,CO2涡旋压缩机排气压力和蒸发温度对泄漏量的影响较大,吸气过热度对泄漏量的影响很小。     

基于Abel-Noble方程的变截面涡旋压缩机径向泄漏机理研究

涡旋压缩机径向泄漏一直是阻碍其发展的技术难题,为了准确计算实际状况的径向泄漏量,根据热力学和流体力学理论,基于Abel-Noble状态方程建立可压缩、考虑壁面摩擦、气体粘性、流动状态等实际因素影响的泄漏量计算模型。采用Fluent软件对轴向间隙的径向泄漏流场进行分析,计算其泄漏量的大小,然后将理论计算结果和仿真计算结果与试验结果进行对比。结果表明:三者结果吻合程度较好,证明了计算模型的正确性,另外通过改变该模型中的几何参数,可以预测和计算任何类型的涡旋压缩机的泄漏。这对研究大功率涡旋压缩机泄漏和应用提供理论参考。     

变截面涡旋压缩机传热模型研究

为了详细研究变截面涡旋压缩机的性能特点,考虑到腔体工作过程中的压缩与排气,对涡旋压缩机传热的数学模型的设计及仿真计算与性能进行分析,建立基于质量守恒,能量守恒和实际气体状态方程的涡旋压缩机模型,得到了每个工作腔的传热量随曲轴转角的变化特性,分析了内传热特性和泄露对各个工作腔中温度、压力和质量的影响,进而揭示了传热、泄露特性与工作腔压力和温度变化的复杂关系。采用研制开发的变截面空气涡旋压缩机建立测试平台,并将模拟计算得到的排气温度、质量流量和轴功率与试验数据进行对比,证明该数学模型可以全面反映变截面涡旋压缩机从吸气到排气等完整过程,为制冷涡旋压缩机的性能分析和优化设计提供了理论依据。     

涡旋压缩机轴向间隙中流体在层流流态下的泄漏研究

对有油润滑涡旋压缩机轴向间隙中流体的层流流态进行了分析,建立了纯油单相层流流动和气、油两相层流流动的流动模型,并对流体在两种层流流态下的泄漏量进行了计算.该计算为进一步研究涡旋压缩机涡旋腔中的泄漏提供了重要的理论根据.     

涡旋压缩机泄漏模型的建立与分析

涡旋压缩机泄漏是影响压缩机性能的主要原因。以气体流动的基本方程为基础，考虑到粘性力和惯性力对气体流动的共同效应，建立了相应的泄漏模型。并通过实例计算和实验值进行比较，发现本模型计算值与实验值吻合的很好，因此本文所建立的数学模型是可行的。     

动盘轴向间隙对涡旋压缩机工作性能的影响

动涡旋盘的轴向串动间隙对涡旋压缩机的工作性能影响极大，为了确定其最佳值，利用一种动盘轴向间隙的可调结构，通过实验测得了不同间隙值下的容积效率、比功率和机械效率等性能参数的大小，分析了这些参数的变化规律，确定了最佳动盘轴向间隙值，对涡旋压缩机的设计具有一定的指导意义。     

防自转机构间隙对涡旋压缩机切向泄漏影响分析

针对定回转半径式涡旋压缩机工作腔切向泄漏问题,在建立压缩机构件简化机构模型基础上,得到了防自转机构摩擦副间隙与切向泄漏间隙变化量的数学模型。并通过算例对曲轴转动一周防自转机构摩擦副间隙引起的切向泄漏间隙变化量和切向泄漏量进行了分析讨论。结果表明：防自转机构间隙下的动涡盘自转使动、静涡旋齿啮合处一侧切向泄漏通道增大,泄漏量增加;另一侧动涡旋齿硬接触加剧磨损。其中切向泄漏间隙变化量在主轴转角为90°和270°时发生突变,且随着摩擦副间隙的增大而增大。因此在设计加工中,应严格控制摩擦副的配合公差和加工精度,以保证压缩机的性能。     

新型无油涡旋压缩机性能

基于热力学第一定律、质量守恒定律和气体状态方程,综合考虑工作腔的两种内泄漏以及工作腔壁面与介质气体之间的传热,构建了无油涡旋压缩机的热力学模型。运用欧拉法求解所建立的热力学模型,得到了气体在吸气-压缩-排气全过程中容积、温度、压力和质量随主轴转角的变化情况,并对比分析了不同传热和泄漏的影响规律。对研制开发的无油涡旋压缩机进行了变转速性能测试,分别测试了不同排气压力下的温度、排气量、功率。结果表明：传热对压力和温度的影响最大,而泄漏对工作腔质量的影响最大。随着转速的增大,温度、排气量、功率都呈明显的增大趋势。该热力学模型对无油涡旋压缩机的研发和性能分析具有一定的指导和借鉴作用。     

圆渐开线变截面涡旋压缩机几何性能综合分析

提出一种由不同基圆半径的圆渐开线组成的新型变截面涡旋压缩机型线,组成形式为圆渐开线Ⅰ+圆渐开线Ⅱ+圆渐开线Ⅰ。论述型线的生成方法,给出型线的一般方程,建立一系列圆渐开线变截面涡旋压缩机的几何模型。针对建立的几何模型,分析控制系数θ、φ^*、R_or对变截面涡旋压缩机几何性能的影响。以圆渐开线Ⅰ为基础,构建圆渐开线Ⅰ+高次曲线+圆渐开线Ⅰ的变截面涡旋压缩机的几何模型,综合分析两类变截面涡旋压缩机的几何性能。结果表明:θ取中值θ_M,φ^*取φ_end-2(n₁+1)π,控制系数R_or取较大值,对应的几何性能较优。高次曲线变截面涡旋压缩机与中值θ_M对应的圆渐开线变截面涡旋压缩机相似,可相互替代。     

涡旋压缩机油气混合介质径向间隙泄漏特性研究

针对油润滑的涡旋压缩机,考虑到压缩腔内油气混合介质物性参数的不同,计算了不同情况下的涡旋压缩机切向泄漏量。建立单个压缩腔的物理模型,运用CFD软件对该物理模型进行网格划分,并进行三维数值模拟,得到不同时间周期内,压缩腔内混合介质压力、速度的分布规律。并模拟分析在油气体积比分别为0.5%,1%,1.5%,2% 4种情况下径向间隙的泄漏量。结果显示,随着润滑油含量的增加,间隙泄漏量随之减少,且当油气体积比为2%时,切向泄漏量最小;在一定的油气体积比下,泄漏量随相邻压缩腔压差的增加而增加,且当压差为0.4 MPa时,切向泄漏量最大。研究结果可为油润滑涡旋压缩机的优化设计和应用提供参考。     

基于结构化网格涡旋压缩机泄漏状态研究

针对涡旋压缩啮合间隙存在复杂的泄漏问题,提出了一种考虑动涡盘公转运动且分区的泄漏模型,得到了涡旋压缩机啮合间隙处不同区域内流场的分布规律,对现有的泄漏模型进行了进一步补充;并采用了结构化动网格模型进行数值模拟研究,对啮合间隙处网格进行了加密,解决了涡旋压缩机采用非结构化网格模型由于网格的重构再生啮合间隙仅有单层网格导致模拟结果不准确的问题,得到了内部流场和啮合间隙处的流态特点,以及啮合间隙处泄漏速度、进气口与排气口质量流量与主轴转角的关系。     

涡旋压缩机轴向问隙中流体在层流流态下的泄漏研究

对有油润滑涡旋压缩机轴向间隙中流体的层流流态进行了分析，建立了纯油单相层流流动和气、油两相层流流动的流动模型，并对流体在两种层流流态下的泄漏量进行了计算。该计算为进一步研究涡旋压缩机涡旋腔中的泄漏提供了重要的理论根据。     

基于流场分析的变截面涡旋齿的强度分析

为了研究涡旋压缩机在多场载荷耦合作用下变截面涡旋齿的变形和应力分布,基于动网格技术,利用Fluent软件对涡旋压缩机工作过程进行流场模拟,将温度场和压力场分析结果直接导入ANSYS软件中,利用间接耦合的方法对动涡旋齿和动、静涡旋齿装配后在单场及多场耦合作用下强度进行分析。结果表明:温度场对涡旋齿变形影响较大,耦合场下的变形并不是各场单独作用下变形之和;装配后涡旋盘的安装间隙对涡旋齿的变形存在干涉,单独分析动涡旋齿时的变形大于装配后的变形;根据应力分布分析,最大值出现在涡旋齿壁厚较大的位置,说明该组合型线涡旋齿具有较强的抗变形能力,可为判断涡旋型线优劣和研究涡旋压缩机间隙与泄漏提供理论基础。     

涡旋压缩机中气体泄漏的估算

运用最简单的不可压缩粘性流动理论建立了涡旋压缩机中的径向泄漏和切向泄漏模型，经实验验证该模型的准确性高于常用的喷管和粘性流动模型。应用它能方便地预测压缩机性能     

涡旋压缩机径向随变机构动力学模型研究

对十字滑环防自转机构和带有径向随变机构的涡旋压缩机结构进行了分析和研究，根据其运动特性．建立了偏心套径向随变机构运动简图和引入虚约束以改善受力和机器运转平稳性的偏心套径向随变机构运动简图。依据机构运动简图可进行机器动力学问题的研究分析。     

涡旋压缩机静盘轴向补偿机构的计算分析

本文对采用静盘轴向补偿机构的涡旋压缩机的性能进行了模拟计算，给出了内部作用力和静盘稳定性随工况的变化规律，分析了静盘的倾斜对压缩机性能的影响