隨著構建以資源節(jié)約型、環(huán)境好友型為主要特色的和諧社會的不斷深入,各行各業(yè)逐漸把對資源的有效利用和對環(huán)境的保護作為產(chǎn)品重要的考核指標。氣候極端化的加劇以及人們生活水平的不斷提高使得家用空調的使用量空前增長。空調壓縮機作為空調的重要部件,它的節(jié)能效果和噪聲性能就成為壓縮機行業(yè)研究的熱點。本文利用CFD技術為研究手段重點對壓縮機氣液分離器內的流體運動進行了數(shù)值模擬和分析,從節(jié)能降耗和噪聲這兩個主要指標尋求改進壓縮機的可行之道。 本文分析了滾動轉子壓縮機的研究背景和意義并概述了國內外對滾動轉子壓縮機的研究現(xiàn)狀;闡述了CFD技術基本原理及發(fā)展變遷,總結了國內外CFD技術的研究現(xiàn)狀；說明了CFD技術應用到滾動轉子式壓縮機流體分析上的科學性和合理性。本文把氣液分離器作為研究的重點。通過利用壓力損耗和速度損耗來衡量模型的能量利用效率,通過聲壓值的高低來衡量噪聲的強度。 本文構建了滾動轉子壓縮機的三維物理模型,構建了氣液分離器的流體域模型,加載了能量模型、κ-epsilon湍流模型、湍流壁面計算假設、FW-H噪聲模型,從而準確的模擬了氣液分離器內制冷劑R22的真實流動狀況；測算出了吸氣口、出氣口、速度-壓力觀測點的速度-壓力曲線圖；直觀描繪出了氣液分離器內部流體流動的矢量圖;測算出了噪聲觀測點的聲壓值曲線；通過分析以上數(shù)據(jù)使我們得出：氣液分離器支架上面存在著比較嚴重的反流現(xiàn)象；氣液分離器內支架與直管之間的這一區(qū)域存有明顯的渦流現(xiàn)象；直管入口處產(chǎn)生嚴重的紊流現(xiàn)象；直管的存在降低了氣液分離器的能量效率；50HZ和100HZ是氣液分離器產(chǎn)生噪聲的主要頻段,直管內的噪聲要強于外殼內的噪聲。 本文提出了三種改進型的氣液分離器并進行了數(shù)值分析。一是用圓臺管替代原來的直管,將氣液分離器支架的球面結構改成錐形結構,消除了支架對流體的反流作用。通過計算發(fā)現(xiàn)：氣液分離器內的渦流現(xiàn)象明顯降低,壓力損耗有所減輕,湍流程度有所降低；通過計算還發(fā)現(xiàn)圓臺管緩解了制冷劑的壓力脈動,從而一定程度上降低了氣動噪聲的強度。二是通管氣液分離器,它的吸氣管與內直管以及出氣彎管固連在一起,增強了直管部的強度從而提升了氣液分離器的噪聲性能。三是“外包”氣液分離器。這種氣液分離器是在壓縮機主體外殼上再加一層殼體構成的。它擺脫了原氣液分離器內直管的各種不利因素,增大了氣液分離器的有效容積,通過模擬證明“外包”氣液分離器在節(jié)能降耗以及噪聲方面都有較好的性能。
【學位單位】：東北大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2009
【中圖分類】：TH45
【文章目錄】：
摘要
Abstract
目錄
第一章 緒論
    1.1 壓縮機的分類
    1.2 滾動轉子壓縮機的結構及工作原理
        1.2.1 滾動轉子壓縮機的結構
        1.2.2 滾動轉子壓縮機的工作原理
        1.2.3 氣液分離器
    1.3 滾動轉子壓縮機的基本參數(shù)
        1.3.1 工作容積
        1.3.2 容積效率
        1.3.3 功率和效率
        1.3.4 氣液分離器出口速度的推導
        1.3.5 噪聲
    1.4 滾動轉子壓縮機存在的問題及研究現(xiàn)狀
    1.5 CFD基本原理
        1.5.1 CFD技術簡述
        1.5.2 控制方程
        1.5.3 模型的離散化
        1.5.4 模型網(wǎng)格化
    1.6 CFD在壓縮機設計中的應用現(xiàn)狀
    1.7 本文的研究內容和實現(xiàn)目標
第二章 滾動轉子壓縮機氣液分離器內流體的數(shù)值模擬
    2.1 氣液分離器內流體的數(shù)值模擬模型
    2.2 氣液分離器內流體的數(shù)值模擬
        2.2.1 求解算法的選擇
        2.2.2 能量模型的設置
        2.2.3 湍流模型的設置
        2.2.4 湍流模型的壁面設置
        2.2.5 噪聲模型的設置
        2.2.6 壓力-速度的耦合算法
        2.2.7 邊界條件的設置
        2.2.8 模擬計算
    2.3 模擬結果分析
    2.4 本章小結
第三章 圓臺管氣液分離器內流體的數(shù)值模擬
    3.1 支架的改進
    3.2 圓臺管氣液分離器
    3.3 圓臺管氣液分離器內流體的數(shù)值模擬
        3.3.1 模型網(wǎng)格劃分
        3.3.2 模擬計算
    3.4 圓臺管氣液分離器內流體模擬的結果分析
    3.5 本章小節(jié)
第四章 通管氣液分離器內流體的數(shù)值模擬
    4.1 通管氣液分離器
    4.2 通管氣液分離器內流體的數(shù)值模擬
        4.2.1 模型網(wǎng)格劃分
        4.2.2 模擬計算
    4.3 通管氣液分離器內流體模擬的結果分析
    4.4 本章小結
第五章 “外包”氣液分離器內流體的數(shù)值模擬
    5.1 “外包”氣液分離器
    5.2 “外包”氣液分離器內流體的數(shù)值模擬
        5.2.1 模型網(wǎng)格劃分
        5.2.2 模擬計算
    5.3 “外包”氣液分離器內流體模擬的結果分析
    5.4 “外包”氣液分離器的市場可行性分析
    5.5 氣液分離器流動特性比較
    5.6 本章小結
第六章 結論與展望
    6.1 結論
    6.2 前景展望
參考文獻
致謝

【參考文獻】

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本文編號：2837583