滾動轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)是通過偏心轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動與滑動檔板的平動,完成吸氣、壓縮、排氣等功能。本文采用局部彈性變形與網(wǎng)格重組的CFD動網(wǎng)格技術(shù),對制冷型滾動轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)瞬時動態(tài)流場進(jìn)行了數(shù)值模擬。可以計算壓縮理想氣體為工作介質(zhì),滿足流體控制方程及氣體狀態(tài)方程,湍流模型采用標(biāo)準(zhǔn)k - e模型。計算得到了壓縮機(jī)主要性能參數(shù)隨時間變化的諧波規(guī)律、流場分布及壓力分布,觀測到滾動轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)內(nèi)旋渦生成、運動、增大或縮小等現(xiàn)象。

1、前言

　　滾動轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)以其體積小、結(jié)構(gòu)簡單、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)和噪聲低等特點,近年來廣泛應(yīng)用于空調(diào)、熱泵和冰箱等設(shè)備。其是利用氣缸內(nèi)偏心轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動結(jié)合滑動檔板,使月牙形空腔體積作周期性變化,從而實現(xiàn)吸氣、壓縮、排氣和余隙膨脹的循環(huán)過程,如圖1所示。

　　滾動轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)的流動傳熱過程非常復(fù)雜,許多學(xué)者為此做了大量的工作,對各熱力過程進(jìn)行了能量分析并建立壓縮機(jī)的傳熱數(shù)學(xué)模型[1～5] 。但這些理論模型受各自簡化假設(shè)的局限,較難滿足滾動轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)流場的一般規(guī)律。

　　隨著計算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展,運用計算流體力學(xué)(CFD)研究具有周期短、信息完整、可視化程度高、能模擬復(fù)雜和理想過程等優(yōu)點;可同時獲得相關(guān)變量的詳細(xì)信息以及潛在的物理過程。本文將CFD的動網(wǎng)格技術(shù)應(yīng)用于滾動轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)內(nèi)部流場的動態(tài)數(shù)值模擬,為滾動轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)優(yōu)化設(shè)計及應(yīng)用提供參考。

5、結(jié)論

　　(1)應(yīng)用CFD動網(wǎng)格技術(shù)實現(xiàn)了滾動轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)動態(tài)流場的數(shù)值模擬,得到了壓縮機(jī)流量值隨時間變化的諧波規(guī)律;壓縮機(jī)一個循環(huán)的平均質(zhì)量流量近似等于0. 6倍的峰值差;

　　(2)動網(wǎng)格技術(shù)的應(yīng)用可以捕捉到滾動轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)吸氣、壓縮、排氣過程中出現(xiàn)明顯的旋渦,可觀測到這些旋渦的生成、運動、增大或縮小的過程,這些結(jié)果可為滾動轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)的優(yōu)化設(shè)計和運行操作提供參考。

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