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《兰州理工大学》 2013年
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涡旋机械涡旋槽式轴向随变机构的动态特性研究

陶文  
【摘要】:随着压缩机的快速发展,涡旋压缩机在空调和制冷领域得到了广泛应用,人们对压缩机的节能性能要求也不断提高。涡旋压缩机作为一种新型的容积式压缩机,泄漏问题是影响其性能的主要因素。为减少泄漏,提高涡旋压缩机的工作效率,涡旋压缩机引入了轴向随变技术。然而,传统的轴向随变技术在满足轴向密封要求的同时,存在着一些缺点。因此,有必要研究新型的轴向随变技术,以提高涡旋压缩机的性能。 本课题以传统的背压孔式轴向随变技术为背景,提出了新型的涡旋槽式轴向随变机构。课题对涡旋槽进行了理论分析和模拟仿真,并搭建了试验平台,具体内容如下: (1)设计了新型的涡旋槽式轴向随变机构,并建立了涡旋槽的几何模型。基于柱坐标系下的圆渐开线方程,建立了更适合描述涡旋槽的随体坐标系,推导出了柱坐标系和随体坐标系之间的转化关系。 (2)假设流体不可压缩,为定常流动,不考虑温度造成的能量损失和其他影响,在此基础上,建立了涡旋槽内流场的运动方程,即N-S方程,分析了涡旋槽内流场的边界条件。利用中心差分法对运动方程和边界条件内的一阶导数和二阶导数进行了离散,通过忽略涡旋槽径向方向的流体状态变化,将三维流场问题简化成二维流场问题,从而将N-S方程转化为简单的二阶线性偏微分方程,得出了涡旋槽内流场N-S方程的解析解。 (3)搭建了涡旋槽模型试验平台,分析了不同轴转速下涡旋槽模型的流量和进出口压力的变化,以及不同参数对涡旋槽起始端之间压增的影响。 (4)结合涡旋压缩机压缩腔内流体的轴向力,推导了涡旋槽式轴向随变机构的密封力与涡旋盘各参数的关系,并分析了涡旋槽式轴向随变机构的动态特性。 本课题对涡旋槽式轴向随变机构的研究,为涡旋压缩机的轴向平衡提供了新的思路。分析表明:涡旋槽轴向力与涡旋槽的条数、涡旋槽宽度、涡旋槽初始压力和曲轴转速成正比,涡旋槽轴向力随涡旋槽展开角的增加呈抛物线递增,随涡旋槽的深度的增加呈反比例函数的平方递减。
【学位授予单位】:兰州理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:TH45

【参考文献】
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