【摘要】：滾動轉(zhuǎn)子壓縮機在家用空調(diào)和冰箱領(lǐng)域的應(yīng)用十分廣泛,目前中國已經(jīng)成為該類壓縮機的生產(chǎn)制造基地和研究開發(fā)的前沿陣地。在世界能源危機和氣候惡化的大環(huán)境下,以及對舒適性要求,提高效率、降低噪聲是擺在制冷壓縮機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內(nèi)流動的物理過程和現(xiàn)象,采用CFD通用軟件ANSYS-CFX平臺并通過對變形區(qū)域網(wǎng)格節(jié)點坐標的控制,研究建立了包含泵體和氣液分離器流動區(qū)域的復(fù)雜空間上的可壓縮湍流流動模型,并在此基礎(chǔ)上采用分離渦模擬(DES)方法實現(xiàn)了對制冷劑波動現(xiàn)象的模擬。數(shù)值計算結(jié)果與試驗數(shù)據(jù)對比驗證了方法和模型的可靠性。 本文對泵體流動過程的研究發(fā)現(xiàn)在氣體壓縮過程中,轉(zhuǎn)子推動氣體產(chǎn)生壓力擾動,壓力擾動在流動空間內(nèi)傳播時產(chǎn)生沖擊以及旋渦流動等現(xiàn)象,受幾何空間的阻礙或影響旋渦流動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。分析認為排氣孔部的形狀、大小,特別是位置對壓縮過程的旋渦流動和排氣時的壓力梯度都有顯著影響。 本文分析了氣液分離器內(nèi)的流動過程,泵體容積變化率的周期性變化和氣液分離器流動阻力的存在使氣液分離器內(nèi)的壓力產(chǎn)生周期性波動,波動過程的實質(zhì)是勢能和動能的相互轉(zhuǎn)化。流動阻力對壓力周期性波動的影響也對容積效率有顯著影響,是提高壓縮機容積效率的因素；而流動損失主要是能量轉(zhuǎn)化過程的損耗,在如壁面加熱等其它因素的作用下對指示效率的影響不明顯。 基于對壓縮機內(nèi)流動特性的研究,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損失,數(shù)值計算的結(jié)果支持該排氣結(jié)構(gòu)在顯著提高壓縮機效率的同時對改善壓縮機的氣流噪聲也有顯著的積極效果。 本文還對流動過程中的間隙泄漏、余隙容積內(nèi)氣體的膨脹流動、吸氣口部的回流現(xiàn)象、吸氣腔內(nèi)的溫度分布、湍流渦團的分布等現(xiàn)象進行了觀察,分析了這些現(xiàn)象對壓縮機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和完善的方面,但對提高滾動轉(zhuǎn)子壓縮機的研究水平和工作性能還是具有重要的現(xiàn)實意義的。
【圖文】：

力學(xué)和空氣動力學(xué)的重要手段，目前主要有粒子圖像測速（age Velocimetry)技術(shù)和粒子跟蹤測速（PTV, Particle Tray)技術(shù)兩種。Myung[37]等借助于PIV方法揭示了壓縮機排氣通道；Lee[38]等人利用PTV技術(shù)觀察了旋轉(zhuǎn)壓縮機氣液分離器內(nèi)的流性脈動的存在。圖1.2是Lee進行實驗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，，指出閥片的開啟高度與壓縮機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的反流；盡管這些研究只是針對壓縮機內(nèi)的局部區(qū)域，但均通過改進幾何形狀，改善了壓縮機性能，說明CFD方法在研究壓縮機內(nèi)部流動上具一定優(yōu)勢。I-十栥

本文編號：2677410