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旋叶式压缩机的数值模拟与工作过程仿真

张雨英  
【摘要】:进入21 世纪以来,伴随着汽车的大量普及,汽车工业得到了迅猛发展,汽车空调也越来越多的受到人们的关注,作为汽车空调的心脏——压缩机也得到了飞速的发展。 旋叶式汽车空调压缩机是在传统的转子与气缸偏心放置的滑片压缩机基础上发展起来的一种新机型,它具有结构简单、体积小、重量轻、启动力矩小、运转平稳等特点,是斜盘式汽车空调压缩机的新一代替代产品。但目前,国内还没有形成自己的产品,相关研究工作也仍然处于初步阶段,因此,本文从热力性能分析及有限元分析等方面出发,对旋叶式压缩机进行了部分基础性研究与分析。 压缩机热力工作过程的数值模拟是研究其内部的工作过程,进行优化设计的基础。在旋叶式压缩机工作过程模拟方面,早期的简单模型能粗略地反映压缩机的工作过程,随着技术的进步和研究的进一步深入,使得研究工作逐步细化。本文建立的旋叶式压缩机工作过程数学模型,综合考虑了泄漏模型与传热模型,更接近实际情况。 工作过程数学模型的建立基于“任一时刻基元内工质的状态是均匀的”这样一种常用假设。在工作过程模拟的基础上,本文采用有限元法计算了压缩机基元在若干关键位置的热力参数分布情况。结果表明,压缩机基元内的热力参数在各个关键位置上的分布基本均匀,证明了工作过程数学模型建立的假设基本符合实际情况,可应用于工程设计及运行分析。 通过对旋叶式压缩机工作过程数学模型的建立,以基元容积内的工质为对象,研究其热力参数的变化,保证了对整个压缩机工作过程的深入了解。结果表明,本文所建立的模型能很好的反映压缩机工作过程的动态变化,与压缩机实际工作过程基本一致。本文的研究结果对该类型压缩机的自主开发及优化设计具有良好的理论指导意义。


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