基于通用型线的涡旋压缩腔几何模型

根据对应的节线类型把压缩腔分为a、b两类,定义涡旋压缩腔的宽度、长度和法面面积,用解析法建立以型线、压缩腔形状变化、生命周期和压缩腔数综合的涡旋压缩腔几何模型,分析压缩腔的宽度、长度、面积、体积、质心、啮合点的曲率半径等几何特性.研究表明:所建立的几何模型能真实反映压缩腔的形成、变形、破灭等过程,表征涡旋压缩腔的运动特征,可对压缩腔几何特性进行全面分析,是涡旋压缩腔几何学、运动学、动力学、热力学、仿真等研究以及设计的基础;Ⅲ类型线的压缩腔变化过于复杂,Ⅱ类型线的压缩腔变形及动力特性稳定,Ⅰ类型线的压缩腔变形效率高,加工相对容易,因此实践中宜采用以Ⅰ类型线为基础而中心啮合部分为Ⅱ类型线的组合型线.     

涡旋型线起始段的修正计算

对涡旋型线起始段进行修正，可以改善涡旋型线的加工生和受力特性，且提高了涡旋压缩机的实际压力比，是一种被广泛应用的实际型线。介绍一种涡旋型线起始段的修正方法，并结合算例进行说明。     

多涡旋齿涡旋压缩机的双圆弧型线修正研究

建立了双涡旋齿、三涡旋齿及四涡旋齿的双圆弧修正的作图方法,进而得到了任意齿数的多涡旋齿双圆弧修正的通用方法,并分析了齿形参数的变化对修正齿形特点及压缩机性能的影响。通过对不同齿数的多涡旋齿修正齿形啮合特性的讨论,提出了一对大小圆弧能作为多涡旋齿啮合型线的条件,证实了用该修正方法所得到的修正涡旋齿在工作中能实现完全啮合。研究结果表明,多涡旋齿的双圆弧型线修正不但提高了压缩比和齿头强度,而且改善了齿头型线的加工特性,所得到的修正齿形具有较高的综合性能。     

基于泛函的通用涡旋型线几何理论研究

在涡旋型线设计研究中,针对单一型线的限制性,提出以泛函理论为基础的新型涡旋型线设计思路,分析了平面曲线的啮合理论,对共轭啮合涡旋型线的解析包络原理进行了研究,得到了通用涡旋型线的共轭啮合特征型线,利用Taylor级数思想,得出通用涡旋型线的新形式,就涡旋型线的压缩行程容积、型线方程、曲率(半径)以及型线长度等基本几何性质,在笛卡尔坐标系下做了较详尽的阐述和推导,得出了坐标、向量和Taylor级数等三种形式下的涡旋型线的完整几何表达形式,目前的通用型线不代表涡旋型线的全部形式,只是特殊情况下的通用型线,为研究基于泛函理论的通用涡旋机械型线设计完整理论奠定了基础。     

涡旋型线几何理论及耦合机理研究

在涡旋压缩机型线设计研究中,提出了涡旋型线的暂渐开与暂啮合理论,阐述了暂渐开中心、暂渐开区域、暂渐开角、暂啮合区域及暂啮合角等几何概念,研究了多种涡旋型线的特征几何特性和暂啮合区域所对应的暂啮合角之间的耦合机理,借以作为涡旋压缩机型线性能优劣及加工难易的判定理论。研究结果表明:正奇多边形渐开线型线的暂啮合角等于其特征几何外角的一半;正偶多边形渐开线涡旋型线的暂啮合角恰好等于其特征几何外角;随着多边形边数的增加,暂啮合区域所对应的暂啮合角从180°逐步减小,当特征几何边数趋于无穷多边形时,涡旋型线的暂啮合区域所对应的暂啮合角将趋近于0。通过涡旋型线几何特性和耦合机理的研究,证明了无穷多边形渐开线所构成的涡旋型线压缩机振动最小,运行最平稳,能效比最高。提出的涡旋型线耦合机理,为涡旋压缩机型线的研究拓宽了思路。     

修正型线涡旋压缩机的内容积比确定方法

提出了一种修正型线涡旋压缩机内容积比的确定方法，给出了压缩腔容积和内容积比计算公式。比较了修正型线与未修正型线的内容积比，详细分析了影响修正型线内容积比的因素。精确地建立了涡旋压缩机几何参数、修正参数与内容积比的关系，可用于参数的优化设计和整机性能的预测与评价。该原理方法同样适用于型线无修正时涡旋压缩机内容积比的计算。     

通用涡旋型线理论研究与深入分析

涡旋压缩机型线设计研究中,对于任意简单平滑规则曲线至少二阶连续可导,此处型线采用极角、瞬时曲率中心和曲率半径来表征更为简单,基于此建立了涡旋型线啮合理论。针对通用涡旋型线设计存在的问题,深入研究了涡旋型线啮合理论、共轭型线节线、通用控制方程、通用方程和行程容积、内容积比、型线长度与曲率半径等关键几何公式。总结了通用涡旋型线,涡旋型线节线方程和通用型线控制方程等理论,分析了现有通用型线的一些缺陷及其通用型线控制方程理论的片面性。提出了基于泛函理论的通用涡旋型线统一数学模型理论,利用泛函理论,建立能表征任意几何形状且能集成现有各种涡旋型线数学模型的可取曲线类涡旋型线广义泛函方程, 进而可研究涡旋型线广义泛函的光滑性、一次变分二次变分及高次变分等解析特性,并利用变分法理论分析其泛函极值条件。为在不同阶空间利用泛函理论研究涡旋型线提供了机会,为通用涡旋型线研究拓宽了思路。     

双涡圈涡旋压缩机完全啮合型线修正理论研究

创建了双涡圈渐开线型线能实现完全啮合的修正方法,得到了该修正涡旋齿的生成方法、齿形特点和修正齿头各修正参数之间的通用关系式及修正圆弧方程。推导出了修正涡旋齿轴向投影面积的精确计算公式,提出了任意曲轴转角下的压缩腔容积的计算方法,分析了各修正参数对修正涡旋齿性能如压缩比和齿头强度等的影响。研究结果表明:只须确定修正展角φ,即可确定修正涡旋齿头的齿形和其它各修正参数的数值;随着φ取值的增加,压缩比减小,涡旋齿头增厚,因而其强度增加。     

不同涡旋型线压缩腔流场的模拟分析

随着计算机技术的发展,CFD技术取得了巨大的进步,其在压缩机理论研究和工程设计中的作用也越来越重要。利用CFD软件Fluent对圆的渐开线、圆的渐开线-圆弧-圆的渐开线两种基本型线的压缩腔内部流场进行了模拟,根据模拟后处理的结果对流体流动的速度、温度和压力做了分析比较,结果表明型线的不同对流场分布有较大影响,这为深入研究涡旋型线对压缩机性能的影响和工程实际应用提供理论参考。     

采用圆渐开线修正涡旋压缩机涡齿型线

确定了一对圆渐开线作为涡旋齿啮合型线的条件,创建了用圆渐开线修正涡旋齿齿头而得到全啮合型线的修正方法。详细介绍了该修正齿形的生成方法,得到了各齿形参数间的变化关系、修正型线方程和各连接点的坐标,讨论了修正齿形的特点和齿形参数的变化对修正齿形的影响。相同条件下与双圆弧修正齿形相比,圆渐开线修正齿形增加啮合转角10°～25°,增加涡旋齿的加强角度12°～30°,能进一步提高压缩比和齿头强度。结果表明: 该修正方法优于现有的任何一种型线修正方法,所得到的修正涡旋齿的综合性能较高。研究结果可直接应用于型线修正设计中。     

涡旋型线对涡旋压缩机性能的影响

构成涡旋压缩机涡旋齿的型线有很多种,不同型线的类型以及几何参数直接影响着涡旋压缩机的性能和结构尺寸。在现有涡旋型线几何理论的基础上,对圆、线段和正四边形渐开线以及变径基圆渐开线和组合型线的几何特性进行了详细的探讨,采用控制变量的方法,对比分析了不同涡旋型线几何参数和结构参数之间的相互关系;计算分析了圆渐开线和组合型线构成的动涡旋盘所受的气体力,计算结果表明组合型线动涡旋盘上所受的气体力波动较大,研究得到的结果为涡旋压缩机的设计提供了一定的理论基础和应用参考。     

涡旋压缩机通用涡旋型线控制方程的必要性研究

在通用涡旋型线及其共轭型线研究中,利用平面曲线切向角为参数的曲率半径固有方程及其曲线微分关系得出基于泛函的通用涡旋型线方程,研究了涡旋型线节线及其控制方程,通过涡旋型线控制方程推导得到动静涡旋盘共轭涡旋型线。通过实例推导出动静涡旋盘涡旋型线的共轭型线,研究得出涡旋型线控制方程是生成涡旋压缩机涡旋型线的必要条件而非充分条件,并证明了通用涡旋型线控制方程的必要性。     

二阶可微型线对涡旋压缩机性能的影响

针对传统变截面涡旋型线在构造形式上采用一阶可微连接方式时存在型线不光顺的问题,提出一种基于二阶可微的涡旋型线连接方法.利用该方法建立了吸气腔、压缩腔和排气腔的容积模型,并对作用在动涡旋上的轴向、切向和径向气体力在实际工况参数下进行了模拟计算.计算结果表明:涡旋型线的连接方式对涡旋压缩机容积性能和动力性能的影响比较显著;...     

基于泛函的通用涡旋型线涡旋式滤油机真空泵三维建模及动态仿真分析

在涡旋式滤油机真空泵涡旋型线设计中,利用基于泛函的通用涡旋型线设计理论,对涡旋式滤油机真空泵运转机理进行了分析,利用工程分析软件PRO/ENGINEER建立了通用涡旋型线涡旋式真空泵零部件三维实体模型并进行了整机装配,运用PRO/ENGINEER动态仿真模块进行了涡旋式滤油机真空泵整机运动仿真,利用其放大功能,在放大几万倍的条件下,啮合点仍然保持正确接触,且在动态模拟仿真过程中运转正常,证明了通用涡旋型线理论和求解建立模型过程的正确性,为通用涡旋型线涡旋式真空泵的结构设计提供了依据,拓宽了单一涡旋型线设计理论与方法研究的思路。     

通用涡旋型线参数变换特性及形状优化研究

针对通用涡旋型线设计及其形状优化，研究了基于切向角参数固有方程的弧函数通用泛函涡旋型线的系数参数变换特性，通过对各系数参数的单独特性分析，掌握了泛函弧函数涡旋型线在各个阶段的特性及其在整个阶段的共性。通过形状优化后的涡旋型线，在保证根部强度的同时，能使压缩比达到最大，兼顾了高强度和高压缩比的优点，使压缩效能达到最优。     

基于泛函的制冷涡旋压缩机变壁厚涡旋型线理论及形状优化

针对涡旋型线形状在整机设计中的重要性,提出了基于泛函理论的变壁厚涡旋型线设计理论及其优化设计方法,分析了涡旋体壁厚、动涡旋盘的最大外径、涡旋压缩机的轴向间隙、涡旋型线节距、涡旋体高度、公转半径等约束限制范围,建立了变壁厚涡旋型线优化数学模型,给出了变壁厚通用涡旋型线形状优化实例,通过与传统涡旋型线相比,得出了能满足性能较优要求、形状性态良好的涡旋型线。     

基于MATLAB、UG的泛函通用型线涡旋盘有限元建模及分析

利用基于泛函的通用涡旋型线的几何理论,研究涡旋型线方程,改进了传统式生成型线方法的局限性,为涡旋盘的加工和制造提供了理论价值和参考意义。通过MATLAB软件的编程功能,生成数学模型的关键点。在UG环境下生成涡旋型线,使用UG中的拉伸命令,完成涡旋盘的精确三维实体造型,然后将生成的三维实体转换到高级仿真环境下,通过定义材料属性、指派材料、物理属性、划分网格,建立有限元模型,最后建立边界约束条件并加载作用载荷,进行有限元分析。     

涡旋压缩机的齿端修正方法

提出了涡旋齿端的基本修正原则，介绍了圆弧齿端修正的几种方法，为涡旋压缩机的型线设计提供参考。     

涡旋齿端圆弧类型线修正概述

对涡旋压缩机圆弧类修正各种齿型的生成方法,几何理论,结构特点,性能优势,加工方法,应用领域等进行了系统的分析,对比,总结和评价,对涡旋压缩机齿端修理型式的设计和选用有一定的参考价值。