涡旋压缩机一种优化型线的几何理论

本文分析计算了采用一种优化型线的涡旋压缩机的几何参数，包括工作容积、内部孔口面积等，为涡旋压缩机的设计及热力学性能的模拟计算提供几何理论的依据     

任意圈涡旋压缩机的几何理论研究

从涡旋压缩机的工作过程特性出发，对任意圈涡旋压缩机的几何理论进行分析，给出了涡旋压缩机圆渐开线型线的几何参数——压缩腔对数及涡圈圈数的明确定义，推导出任意圈涡旋压缩机各工作过程的容积计算公式及其几何参数之间的关系。研究表明：涡旋压缩机完成吸气和排气过程分别需要压缩机主轴转动一周；对于未修正的圆渐开线型线的任意圈涡旋压缩机，每完成一次吸排气过程的循环主轴需要转动ΦE π α-φ^*的角度；对于始端进行修正的圆渐开线型线，只要两涡圈的啮合处于圆渐开线啮合，则本文所作的几何分析同样适用。     

组合型线的涡旋压缩机几何参数设计

设计了一种复杂型线的涡旋压缩机，并研究了几何参数的计算方法，同时利用MATLAB给出这些几何参数随主轴旋转的动态变化规律，为组合型线涡旋压缩机的设计奠定了基础。     

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。     

涡旋压缩机的几何分析

以压缩腔后密封点对应的此压缩腔外涡旋体中线上点的渐开角为参变量来表征此对压缩腔，考察其吸气、压缩、排气过程，以及容积和其它几何参数的变化，得到了简单、便于使用的公式。     

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。     

涡旋压缩机啮合理论及通用型线控制方程

从涡旋压缩机工作过程入手，阐述了涡旋压缩机工作时涡旋盘啮合的广义条件，进而从广义条件出发推导了涡旋盘型线的通用控制方程。用通用型线方程给出了常用型线形式的表达式     

采用通用型线控制方程涡旋压缩机型线的基本几何理论及其应用

本文给出了采用通用型线控制方程的涡旋压缩机的基本几何理论及常用的型线类型，并且给出了两个设计实例。运用此理论使得涡旋压缩机的设计更为灵活方便，而且能够较大幅度的提高压缩机的整机性能     

线段渐开线涡旋压缩机的几何理论

从线段渐开线的几何特性和已知涡旋压缩机的主要参数，建立了线段渐开线涡旋压缩机的几何理论，导出了压缩腔容积变化与回转角的关系，推导了涡旋转子上各种气体作用力计算公式。     

涡旋压缩机涡旋盘的关键几何精度指标

涡旋盘加工精度与涡旋压缩机性能密切相关.本文给出了一套完整的涡旋盘几何精度指标用以评价涡旋盘的加工精度,分析了精度指标与泄漏及机械摩擦之间的关系.     

涡旋压缩机通用涡旋型线啮合条件研究

针对涡旋压缩机研究领域中的通用型线啮合条件和型线方程相关理论的不完整性,总结了国内外文献关于控制方程和通用型线啮合条件的研究内容,利用平面曲线啮合、微分几何关系、向量计算等理论,根据涡旋压缩机实际工作原理建立了动静盘涡旋型线啮合的数学模型。分别利用动静盘涡旋型线向量表达式证明控制方程,给出讨论;用数学形式说明了通用型线啮合广义条件;通过求取动静盘涡旋型线在啮合点上的曲率半径,验证了以向量表示的型线啮合的必然性。综合以上研究总结得出了比较完整的涡旋型线共轭啮合条件及对应动静盘涡旋型线方程。     

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。     

涡旋压缩机通用型线设计的现状与进展

系统地介绍了涡旋压缩机常用型线的类型,现有通用线及基于通用型线的组合型线的理论,展示了其基本内容,揭示了通用型线的特点,实的南和研究价值,并介绍了笔者在通用型线理论方面的最新研究结果和方向,为涡旋压缩机的型线设计了参考。     

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。     

一种涡旋压缩机的圆弧线段等壁厚组合型线

提出了一种新型等壁厚圆弧-线段涡旋齿组合型线,该型线由圆弧和线段交替组合而成,建立了该型线的基本几何理论,并将该型线拓展到双涡旋齿场合,得到了双涡旋齿圆弧-线段组合型线.将该组合型线与圆渐开线型线所构成的涡旋齿进行了多方面的比较,结果表明,在相同的占用空间内,该型线具有较大的容积利用率和内容积比,能较大程度地增加吸气量、提高压缩比和减小涡旋盘尺寸,同时也具有设计加工简单等优点.     

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.     

涡旋压缩机型线研究的概述

介绍了涡旋压缩机常用型线、修正型线和组合型线的类型、特点和型线的选型、评判准则。总结了近年来提出的通用型线的理论,揭示了其基本内容、实质和研究价值,对现有通用型线理论若干结论的更正和扩展,不但更正了现有理论的错误,而且丰富和完善了现有理论。对通用型线理论的量纲处理,有利于减少参数的影响,便于各设计方案的对比,基于特征的型线的选型与评价,便于采用模式识别的方法进行型线评价。提出了型线评价指标——型线的误差灵敏度,指明了啮合间隙与型线方程存在一定关系。最后介绍了型线逼近和尺度变换的方法,为采用高次多项式逼近型线方程和在不同阶次的尺度空间分析型线提供了可能。     

涡旋压缩机高压区型线的优化研究

本文论述涡旋压缩机的一种优化型线，其具有提高压缩机的性能等优越性，为涡旋式流体机械型线的优化设计提供理论基础     

涡旋压缩机几何模型研究

讨论了涡旋压缩机的几何参数，给出了任意圈涡旋压缩机涡圈圈数的明确定义和封闭工作腔对数的概念；在分析计算开始排气时的主轴转角的基础上，推导出压缩机从吸气开始到排气结束这一循环过程的几何容积计算公式。根据压缩机实际排气孔口结构，利用计算机绘图和曲线拟合的方法对排气过程的流通截面积进行了分析，得出了4个流通截面积以及排气孔口有效流通截面积随压缩机主轴转角的变化规律，为分析研究排气过程的流动损失奠定基础。