【摘要】：滾動(dòng)轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)在家用空調(diào)和冰箱領(lǐng)域的應(yīng)用十分廣泛,目前中國(guó)已經(jīng)成為該類壓縮機(jī)的生產(chǎn)制造基地和研究開發(fā)的前沿陣地。在世界能源危機(jī)和氣候惡化的大環(huán)境下,以及對(duì)舒適性要求,提高效率、降低噪聲是擺在制冷壓縮機(jī)研究和工程人員面前的重要課題。本文著眼于制冷劑在壓縮機(jī)內(nèi)流動(dòng)的物理過程和現(xiàn)象,采用CFD通用軟件ANSYS-CFX平臺(tái)并通過對(duì)變形區(qū)域網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)的控制,研究建立了包含泵體和氣液分離器流動(dòng)區(qū)域的復(fù)雜空間上的可壓縮湍流流動(dòng)模型,并在此基礎(chǔ)上采用分離渦模擬(DES)方法實(shí)現(xiàn)了對(duì)制冷劑波動(dòng)現(xiàn)象的模擬。數(shù)值計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比驗(yàn)證了方法和模型的可靠性。 本文對(duì)泵體流動(dòng)過程的研究發(fā)現(xiàn)在氣體壓縮過程中,轉(zhuǎn)子推動(dòng)氣體產(chǎn)生壓力擾動(dòng),壓力擾動(dòng)在流動(dòng)空間內(nèi)傳播時(shí)產(chǎn)生沖擊以及旋渦流動(dòng)等現(xiàn)象,受幾何空間的阻礙或影響旋渦流動(dòng)主要形成于壓縮腔底部和靠近滑片壁面區(qū)域,是泵體內(nèi)主要的氣流噪聲源。另外,排氣時(shí)排氣腔內(nèi)的壓力梯度指向排氣口部,排氣腔下部壓力較高。分析認(rèn)為排氣孔部的形狀、大小,特別是位置對(duì)壓縮過程的旋渦流動(dòng)和排氣時(shí)的壓力梯度都有顯著影響。 本文分析了氣液分離器內(nèi)的流動(dòng)過程,泵體容積變化率的周期性變化和氣液分離器流動(dòng)阻力的存在使氣液分離器內(nèi)的壓力產(chǎn)生周期性波動(dòng),波動(dòng)過程的實(shí)質(zhì)是勢(shì)能和動(dòng)能的相互轉(zhuǎn)化。流動(dòng)阻力對(duì)壓力周期性波動(dòng)的影響也對(duì)容積效率有顯著影響,是提高壓縮機(jī)容積效率的因素；而流動(dòng)損失主要是能量轉(zhuǎn)化過程的損耗,在如壁面加熱等其它因素的作用下對(duì)指示效率的影響不明顯。 基于對(duì)壓縮機(jī)內(nèi)流動(dòng)特性的研究,本文提出了在氣缸上設(shè)置排氣孔的排氣結(jié)構(gòu),與現(xiàn)有結(jié)構(gòu)相比具有更小的余隙容積和流動(dòng)損失,數(shù)值計(jì)算的結(jié)果支持該排氣結(jié)構(gòu)在顯著提高壓縮機(jī)效率的同時(shí)對(duì)改善壓縮機(jī)的氣流噪聲也有顯著的積極效果。 本文還對(duì)流動(dòng)過程中的間隙泄漏、余隙容積內(nèi)氣體的膨脹流動(dòng)、吸氣口部的回流現(xiàn)象、吸氣腔內(nèi)的溫度分布、湍流渦團(tuán)的分布等現(xiàn)象進(jìn)行了觀察,分析了這些現(xiàn)象對(duì)壓縮機(jī)效率和氣流噪聲的影響。盡管目前的研究工作還有需要改進(jìn)和完善的方面,但對(duì)提高滾動(dòng)轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)的研究水平和工作性能還是具有重要的現(xiàn)實(shí)意義的。
【圖文】：

力學(xué)和空氣動(dòng)力學(xué)的重要手段，目前主要有粒子圖像測(cè)速（age Velocimetry)技術(shù)和粒子跟蹤測(cè)速（PTV, Particle Tray)技術(shù)兩種。Myung[37]等借助于PIV方法揭示了壓縮機(jī)排氣通道；Lee[38]等人利用PTV技術(shù)觀察了旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)氣液分離器內(nèi)的流性脈動(dòng)的存在。圖1.2是Lee進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的裝置和制作的透明玻璃

Ban[49]等研究了閥片周圍的穩(wěn)態(tài)流動(dòng)，，指出閥片的開啟高度與壓縮機(jī)效率和噪聲有緊密聯(lián)系，圖1.3是Ban模擬得到的閥片開啟不同角度時(shí)的反流；盡管這些研究只是針對(duì)壓縮機(jī)內(nèi)的局部區(qū)域，但均通過改進(jìn)幾何形狀，改善了壓縮機(jī)性能，說明CFD方法在研究壓縮機(jī)內(nèi)部流動(dòng)上具一定優(yōu)勢(shì)。I-十栥

本文編號(hào)：2677410