双螺杆转子结构特性流固耦合数值模拟

以双螺杆转子为研究对象,依据流固耦合理论,通过求解捏合机内部流体和双螺杆转子固体耦合方程,研究不同工况下的流体压力和扭矩对双螺杆转子应力和变形的影响规律。分析计算结果表明:螺杆转子的变形和应力主要是不同工况下的扭矩、流体压力载荷及耦合场作用引起的;螺杆间隙对捏合机的生产效率和质量有很大影响,阴阳螺杆转子最大变形量是设计最佳螺杆间隙的关键因素;一定功率下,转子的最大变形量和最大应力值分别与转子扭矩、流体压力的大小正相关;一定转速下,转子的最大变形量和最大应力值与捏合机功率正相关。研究结果为新型双螺杆捏合机的合理设计与性能预测提供了理论依据。     

材料性能对双螺杆压缩机转子结构特性的影响

为研究材料性能对双螺杆压缩机转子结构特性的影响,以LGY03型线为啮合型线的转子为研究对象,基于Realizable k-ε湍流模型,采用CFD/CSD(Computational Fluid Dynamics/Computational Structural Dynamics)耦合求解方法,对压缩机流场达到热平衡时的转子结构特性进行了研究。通过数值模拟分析,得到了40Cr、QT900-2、0Cr18Ni9等转子材料在排气压力为0.6 MPa下的热变形和热应力。研究结果表明转子的热应力、热变形主要与材料的热膨胀系数和弹性模量相关,泊松比对转子变形的影响较小,最后数值拟合得到了阴阳转子最大应变与热膨胀系数及弹性模量的公式,可为转子结构设计提供一定的理论依据。     

双螺杆压缩机热力结构特性分析

针对双螺杆压缩机在实际工作过程中的热力变形结构特性问题,以双螺杆压缩机的阴、阳转子为研究对象,考虑转速对螺杆压缩机工作性能的影响,采用间接耦合方法通过插值技术将温度场作为体载荷施加于阴、阳转子,并进行热力耦合数值模拟分析.通过求解阴、阳转子静平衡方程,对螺杆转子在静力场、稳态温度场和热力耦合场进行模拟分析对比,得到螺杆...     

双螺杆压缩机的阴转子负力矩特性

分析了双螺杆压缩机中阴转子负力矩的形成原因，指出压缩侧和吸气侧的漏气三角形面积越小，阴转子负力矩就越大，而阴转子负力矩的出现，将不可避免地使压缩机效率降低。减小压缩侧的漏气三角形面积而增大吸气侧的漏气三角形面积，是解决纵向漏气与阴转子负力矩之间矛盾的一个有效方案。     

双螺杆制冷压缩机转子轴心轨迹波动特性试验研究

随着制冷系统的不断发展,双螺杆制冷压缩机作为系统的核心部件,其运行压力也越来越高,使得滑动轴承的应用也越来越广泛,以承受不断增大的转子径向力,而转子轴心轨迹是滑动轴承工作状态的综合反映。本文通过搭建双螺杆制冷压缩机转子轴心轨迹测试系统,对不同工况以及内容积比下的轴心轨迹进行了试验研究。研究结果表明:与滚动转子压缩机、离心压缩机等旋转机械不同,双螺杆压缩机的转子轴心轨迹大致呈椭圆形,且每个运行周期中还存在若干波动,这些波动的数目对应于压缩机的阴转子齿数,即转子径向动载荷的波动频率。     

双螺杆压缩机转子的精密磨削工艺研究

以螺纹磨削理论为依据,数控螺杆转子磨床为原型,砂轮直径变化量为关联尺寸,建立了螺杆转子磨削和砂轮修型的工艺尺寸链。利用该工艺尺寸链,可以精确计算出螺杆转子磨削用砂轮的精确廓形,同时可确定砂轮修型和螺杆转子磨削时机床运动参数,实现数控螺杆转子磨床的砂轮CNC精确修型和螺杆转子的精密磨削。对提高机床加工效率,保证螺杆转子加工质量具有实际意义。     

基于三维的双螺杆压缩机转子干涉研究

提出一个数学方法来考察三维空间中螺杆驱动面处于接触状态下的螺杆转子齿间间隙分布,可以将机壳加工误差、壳体受热变形和滚动轴承游隙等几种误差统一考虑在内,计算各种位置偏差下转子齿间间隙分布的变化,进行螵杆转子干涉分析。计算结果表明,轴承孔加工误差、壳体受热变形和滚动轴承游隙引起转子轴位置变化,从而导致齿间间隙分布显著变化。其中部分位置关系使接触线上密封段的齿间间隙显著减小,从而增加了该种位置关系下转子擦伤、咬死的可能性。     

双螺杆压缩机转子的有限元模态分析

运用有限元分析软件ANSYS,对某公司无油双螺杆压缩机的转子建立有限元模型,并对其进行了模态分析,得出了该压缩机转子的前6阶固有频率和振型。结果显示该螺杆压缩机转子的一阶、二阶临界转速远大于实际工作转速,不会发生共振。通过模态分析为产品的设计和优化提供了理论参考依据。     

基于流固耦合的离心压缩机轴系振动特性分析

为探究滑动轴承结构参数对离心压缩机轴系振动特性的影响规律,以某型离心压缩机轴承-转子系统为研究对象,首先采用多参考系模型、mixture两相流模型、liner层流模型以及UDF程序,利用隐式耦合求解法对考虑黏温特性的滑动轴承油膜流场进行求解,得到油膜流场压力分布进而对转子系统进行了单向稳态流固耦合分析,探究了轴承间隙比、宽径比对轴系振动特性的影响规律。结果表明：(1)油膜压力随轴承间隙比的增大而减小;临界转速随轴承间隙比的增大而小幅度减小,最大降幅为0.89%;轴系稳定性随间隙比增大呈现先减后增的变化趋势,研究轴系在间隙比为0.0014处稳定性最好。(2)油膜压力随轴承宽径比的增大而增大;临界转速随轴承宽径比的增大而增大,最大增幅为6.9%;轴系稳定性并未随轴承宽径比的增大而呈现规律性变化,研究轴系在宽径比为0.8处稳定性最佳。因此,轴承结构参数对轴系振动特性的影响并非是完全规律性的,我们需要根据旋转机械的实际工况选择合适的轴承结构参数。     

双螺杆捏合机螺杆转子多场耦合特性数值模拟

以某新型双螺杆捏合机螺杆转子为研究对象,采用间接耦合以及弱耦合方法实现转子温度场和应力场、流场和应力场的耦合特性的数值模拟。将温度场作为体载荷施加在流固耦合结果上,实现螺杆转子温度场-流场-应力场的多物理场耦合特性数值模拟,以研究不同工况下在流场温度、流体压力和不同扭矩对双螺杆转子的综合应力和综合变形的多场耦合作用机理,并对螺杆转子在各物理场单独作用及耦合作用下的应力和变形情况进行对比分析。研究结果表明:与流场对转子产生的变形与应力相比,热变形是导致转子实际变形的主要因素,螺杆转子热变形的变化趋势与其实际综合变形的变化趋势基本一致,而由温度场导致的转子热应力值较小,远小于转子受到流场以及扭矩产生的应力值。根据分析结果可以确定双螺杆捏合机中对转子强度、刚度起主要影响作用的因素,以及确定转子合理工作间隙。研究结果对转子微观形貌的主动反演设计以及工作间隙的合理选择提供理论依据。     

基于流固耦合法的往复压缩机吸气阀流场特性研究

往复压缩机吸气阀片的几何参数会影响进口流体通道的流动特性,为了将该过程可视化,本文针对某公司生产的往复压缩机,利用Solidworks建立气缸吸气通道与阀舌的三维模型,采用FLUENT软件在阀舌与流体通道交界面设置流固耦合面,并加载动网格选项进行压缩机吸气过程的瞬态动力学仿真.通过写入Profile对压缩机活塞运动方程...     

多级离心泵转子的流固耦合特性及试验分析

针对高功率密度液体多级离心泵的高速化发展带来的流固耦合及临界转速等问题,根据流固耦合计算方法,并应用Ansys软件系统对流场网格进行划分和边界条件设定,然后进行数值模拟计算。计算结果表明:首级叶轮到后部末级叶轮应力、应变和变形呈增大趋势,这符合多级泵叶轮受力分布的实际情况,流固耦合相对于重力来说发挥了更显著的作用。可以看出流固耦合后转子固有频率降低,并且阶数越高,下降幅度越大,旋转软化效应对第一阶弯振影响较小,而对二、三、四阶的影响逐渐增强,且随转速均匀增加,弯振频率均匀变化。试验测试结果与仿真结果具有较好的一致性,反映了仿真数据的正确性。     

双螺杆压缩机转子反向设计及动力学仿真研究

双螺杆压缩机作为一种应用范围较广的机械,其关键部件即为一对相互mesh的螺杆转子。mesh线即为阴阳转子mesh状态下的基础轨迹,它和转子型线具有内在的联动性,会影响压缩机的基本能力。现阶段,对转子型线的设计大多采用正向设计方法。为简化计算,将以双螺杆压缩机转子反向设计及动力学仿真研究作为切入点,在此基础上予以深入的探究。     

双螺杆水蒸气压缩机喷水冷却特性研究

水蒸气压缩机在机械蒸汽压缩、海水淡化、高温热泵等工业领域具有良好的节能潜力与应用前景。喷水可以有效解决排气温度过高的问题,提高水蒸气压缩机的性能。为了获得最佳喷水量的变化规律,建立了双螺杆水蒸气压缩机喷水冷却实际工作过程的传热传质模型,考虑喷入水的汽化、泄漏、闪蒸、输送等对实际压缩过程的影响。与试验结果对比,计算结果误差在±5%以内,表明模型能够较好地预测喷水螺杆水蒸气压缩机的工作过程与性能。利用此模型,研究了喷水量、转速和吸气压力对压缩机性能的影响。研究结果表明,喷水可以有效提升压缩机性能,相比不喷水而言,喷水在部分工况下可将压缩机容积效率提高11.9%,绝热效率提高17.2%,且存在最佳喷水量,使得喷水螺杆水蒸气压缩机的性能最佳,最佳喷水量随着转速、吸气压力的增加而增加;最佳喷水比主要受转速的影响,随着转速的增大而增大,其最佳喷水比在8.9%～10.4%之间;随着吸气压力降低,压差增大,喷水螺杆水蒸气压缩机的性能降低较快,表明泄漏对喷水螺杆水蒸气压缩机性能影响较大,尚需进一步研究。     

部分负荷工况下双螺杆制冷压缩机转子轴向受力试验研究

为了提高双螺杆压缩机运行的可靠性,对部分负荷工况下转子轴向受力进行了试验研究,测量了部分负荷下压缩机转子齿槽内气体压力的变化趋势以及转子轴向受力的变化特性,并根据转子轴向受力组成,分别得到了气体轴向力和端面轴向力对转子轴向受力的影响.研究结果表明:随着负荷降低,由于转子工作过程压缩段长度的减小,转子轴向受力呈现出不断减...     

热固耦合下三螺杆泵转子的结构特性研究

三螺杆泵在工作中产生的高温流体会导致螺杆转子产生形变,针对这一问题,对不同工况下螺杆转子的变形和应力进行了研究.基于有限体积法数值求解了N-S方程,得到了螺杆泵的温度场,通过对比模拟数据与实验数据确保了流场求解的准确性;采用了CFD/CSD耦合求解技术,将温度场数值插值到转子的结构网格上,以作为转子热分析的外载荷,进而...     

双螺杆压缩机转子磨削参数的精确计算

随着双螺杆转子压缩机的螺杆转子加工精度要求的提高,对螺杆转子的磨削设备,尤其是磨削工艺提出了更高的要求。文中根据螺纹磨削理论和CNC成形砂轮的修型技术,研究了数控机床的工作参数、CNC砂轮修型参数和螺杆转子磨削工艺参数之间的关系,建立了砂轮修型参数和螺杆转子磨削工艺参数之间的联系。推导了螺杆转子和砂轮轴线间距求解和磨削进给量的求解公式,便于CNC砂轮修型程序的设计,降低了机床的操作难度,有利于提高机床的加工效率和稳定螺杆转子的加工质量。