变截面涡旋压缩机动涡盘热—结构耦合的应力和变形分析

题名	变截面涡旋压缩机动涡盘热—结构耦合的应力和变形分析
作者	王永威
学位类型	硕士
导师	刘涛
答辩日期	2014
学位授予单位	兰州理工大学
学位名称	硕士
学位专业	机械设计及理论
关键词	涡旋压缩机法向等距线热传递流场分析热-结构耦合
摘要	涡旋压缩机作为一种新型节能高效的容积式压缩机,人们对其研究越来越深入,应用也越来越广泛。但是由于涡旋压缩机独特的结构及工作方式,导致准确掌握内部压缩工质及零部件特性是非常困难的。这非常不利于涡旋压缩机的实际生产与应用。针对这种情况,本文首先依据涡旋型线的啮合理论和法向等距线法等,设计了变截面动涡旋盘的型线,并建立其三维模型。然后建立了变截面涡旋压缩机工作过程的数学模型,计算了月牙形的压缩腔容积的动态变化规律以及工作腔内气体压力和温度的变化规律,讨论了相邻工作腔内气体热量的传递问题。接着以这些工作为基础,利用计算流体力学(CFD)的理论方法和流体仿真软件FLUENT,对变截面涡旋压缩机的工作过程进行了瞬态模拟仿真,得到了工作腔内压缩气体的速度场,压力场和温度场。模拟结果表明,利用该方法得到的气体特征与理论计算结果相一致,且符合其实际工况。对变截面动涡旋盘进行数值分析时,本文考虑到了其受到的实际载荷及简化载荷的不同工况。首先建立了基于流场分析的热载荷边界条件,并利用有限元分析软件得到了涡旋盘上的温度分布。分析结果表明,该方法得到的涡盘温度分布较线性均匀分布呈现滞后的现象。热-结构耦合分析时,涡旋盘的最大等效应力位于轴承座内孔根部,而单独气体力作用时位于涡旋齿头根部。而齿顶面的整体变形分布小于热膨胀分析,而大于只有气体力载荷作用分析。所以在涡旋压缩机工作过程中,热载荷对涡旋盘的影响,及两种载荷之间的相互影响是不能够忽略的。最后通过进行静力校核及变形分析,说明本文所设计的变截面动涡旋盘在运行过程中是可靠的。本文采用的分析理论及方法,对于设计更合理、高效的涡旋压缩机提供了一种新思路。
其他摘要	the scroll profile of non-uniform orbit scroll and 3- D model are designed with meshing theory and the normal-equidistant-curve method. Then A more detailed theoretical analysis is done for the working process of the non-uniform scroll compressor. Those include that the mathematical model of the work process is built, the calculation of the heat transferring is discussed, the variation of the volume of the crescent sealed cavity and the temperature and pressure of the compressed gas are calculated. The transient simulation of the scroll compressor is based on these theoretical models and geometric model, with the computational fluid dynamics (CFD) method and the FLUENT. The velocity field, pressure field and temperature field of the compressed gas are obtained in the working chamber. The results show that features of the compressed gas is in line with the theoretical calculated and the actual working conditions with this method.
页数	94
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语种	中文
收录类别	CNKI
中图分类号	TH45
学号	112080203016
文献类型	学位论文
条目标识符	https://ir.lut.edu.cn/handle/2XXMBERH/90555
专题	兰州理工大学
作者单位	兰州理工大学
第一作者单位	兰州理工大学
推荐引用方式 GB/T 7714	王永威. 变截面涡旋压缩机动涡盘热—结构耦合的应力和变形分析[D]. 兰州理工大学,2014.