變截面渦旋壓縮機數(shù)學模型的研究.pdf

1、渦旋壓縮機是一種新型高效的流體機械，具有節(jié)能、高效、可靠的特點。目前已在制冷、空調(diào)、各種氣體壓縮、發(fā)動機增壓以及增壓泵等領域得到廣泛應用，有著廣闊的應用前景和市場。目前國內(nèi)外的研究主要集中于圓漸開線的等截面渦旋壓縮機，壓縮比通常較小，如果增大壓縮比則需要增加漸開線的圈數(shù)，圈數(shù)增加會引起型線加工困難、氣體在腔體內(nèi)停留時間過長而導致渦旋盤整體溫度過高、整機尺寸過大等諸多問題。而采用新型等距組合型線的變截面渦旋壓縮機則可以采用很少的圈數(shù)就實現(xiàn)

2、高壓比。
　　 本文構建了一種以漸開線和高次曲線為基線的新型組合型線，以較少的圈數(shù)實現(xiàn)了渦旋壓縮機的高壓比。提出了變截面渦旋壓縮機的數(shù)學模型，通過對數(shù)學模型的詳細研究得到了整機的性能特點。
　　 論文基于微分幾何學的共軛曲線嚙合原理，建立了變截面渦旋齒基線，進而生成了變截面內(nèi)外壁型線，再進行了雙圓弧修正，然后根據(jù)基線法原理進行了相應的容積計算；通過對變截面渦旋壓縮機氣體力(軸向力、徑向力和切向力)、力矩、動盤受力、曲軸受

3、力和十字環(huán)受力的分析，建立了動力學模型的迭代方程組，采用Newton-Raphson數(shù)值方法進行了求解；在機械摩擦損失部分，主要研究了主軸承、曲柄銷、止推軸承和十字環(huán)的損失模型，對機械效率和輸入軸功進行了詳細分析，通過與動力學模型的聯(lián)立求解，獲得了變截面渦旋壓縮機的功率損失、機械效率和軸功的變化規(guī)律，這些規(guī)律經(jīng)歸納總結，主要表現(xiàn)在：
　　 1)主軸承的摩擦損失是影響機械效率的主要因素，在優(yōu)化和實際生產(chǎn)中應予以重視；