本文關(guān)鍵詞：無(wú)油潤(rùn)滑渦旋壓縮機(jī)動(dòng)靜渦旋盤的有限元分析

  更多相關(guān)文章： 渦旋壓縮機(jī) 渦旋盤 變形 應(yīng)力 有限元

【摘要】：渦旋壓縮機(jī)作為新一代容積式壓縮機(jī),具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、效率高、噪音低、尺寸小等優(yōu)點(diǎn),廣泛應(yīng)用于制冷、動(dòng)力、醫(yī)藥、食品等領(lǐng)域。渦旋壓縮機(jī)工作時(shí)吸氣腔內(nèi)的氣體隨著壓縮腔體積的減小而被壓縮,最后高壓氣體由靜渦旋中心排出。在壓縮過(guò)程中作用在動(dòng)渦旋上的氣體力不斷發(fā)生變化,產(chǎn)生的壓差引起渦旋盤的變形。同時(shí)由于氣體被壓縮溫度升高以及動(dòng)、靜渦旋間的摩擦等產(chǎn)生溫度場(chǎng),引起熱變形和熱應(yīng)力。動(dòng)、靜渦旋產(chǎn)生的變形使得渦旋齒嚙合間隙發(fā)生變化,不能保持最初的裝配間隙。間隙過(guò)小動(dòng)、靜渦旋在工作過(guò)程中發(fā)生接觸,產(chǎn)生摩擦損失；間隙過(guò)大泄漏增加,導(dǎo)致壓縮機(jī)損失增大,效率下降。本文重點(diǎn)研究了渦旋壓縮機(jī)在多場(chǎng)耦合及動(dòng)靜渦旋裝配后的變形及應(yīng)力分布情況,并分析了靜渦旋散熱片對(duì)渦旋齒變形的影響。 以圓漸開線型線方程為基礎(chǔ),推導(dǎo)出渦旋壓縮機(jī)工作腔容積、壓力比以及各壓縮腔氣體力的計(jì)算公式,并對(duì)動(dòng)渦旋所受的氣體力、慣性力、傾覆力矩和自轉(zhuǎn)力矩等進(jìn)行了分析。 基于彈性力學(xué)和有限元理論,對(duì)多場(chǎng)耦合作用下渦旋盤的變形和應(yīng)力分布進(jìn)行了分析,得到了渦旋盤穩(wěn)態(tài)溫度場(chǎng)的分布,研究了氣體力、溫度場(chǎng)和慣性力在單獨(dú)作用以及耦合作用時(shí)動(dòng)渦旋的變形及應(yīng)力情況。研究結(jié)果顯示：渦旋盤的溫度場(chǎng)分布由排氣腔向邊緣遞減；溫度載荷的施加對(duì)變形趨勢(shì)沒有影響,僅僅使變形量增加；氣體力、溫度場(chǎng)單獨(dú)作用時(shí)最大變形都發(fā)生在渦旋齒頭,最大應(yīng)力發(fā)生在渦旋齒頭底部和軸承孔內(nèi)邊緣；慣性載荷只對(duì)齒尾的變形產(chǎn)生影響；多場(chǎng)耦合作用下最大變形和應(yīng)力不是各個(gè)載荷分量的線性疊加。 此外,還分析了動(dòng)、靜渦旋裝配后的變形和應(yīng)力分布情況。結(jié)果表明裝配后動(dòng)、靜渦旋最大變形位置以及最大變形量和渦旋盤單獨(dú)分析時(shí)有較大區(qū)別。裝配后的分析能更加準(zhǔn)確的反映實(shí)際工況下渦旋齒的變形和應(yīng)力分布情況。通過(guò)分析不同軸向和徑向間隙對(duì)動(dòng)、靜渦旋的變形及應(yīng)力影響,得到單渦圈渦旋壓縮機(jī)的最佳裝配間隙。并對(duì)比分析了靜渦旋盤外側(cè)設(shè)置散熱片對(duì)渦旋齒變形的影響,結(jié)果表明設(shè)有散熱片時(shí)渦旋齒的變形較小,增加運(yùn)行可靠性。
【關(guān)鍵詞】：渦旋壓縮機(jī) 渦旋盤 變形 應(yīng)力 有限元
【學(xué)位授予單位】：蘭州理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：TH45
【目錄】：

• 摘要8-9
• Abstract9-11
• 第1章 緒論11-20
• 1.1 渦旋壓縮機(jī)發(fā)展歷程11-12
• 1.2 渦旋壓縮機(jī)概述12-14
• 1.2.1 渦旋壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)12-13
• 1.2.2 渦旋壓縮機(jī)的工作原理13-14
• 1.3 渦旋壓縮機(jī)的研究熱點(diǎn)14-18
• 1.3.1 型線理論研究14-15
• 1.3.2 動(dòng)力學(xué)特性分析15-16
• 1.3.3 熱力學(xué)特性分析16
• 1.3.4 渦旋盤的變形及應(yīng)力分析16-17
• 1.3.5 機(jī)構(gòu)模型研究17-18
• 1.3.6 渦旋壓縮機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)18
• 1.4 課題來(lái)源及研究目的和意義18
• 1.4.1 課題來(lái)源18
• 1.4.2 課題研究的目的和意義18
• 1.5 課題的研究?jī)?nèi)容及主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)18-19
• 1.5.1 研究?jī)?nèi)容18-19
• 1.5.2 主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)19
• 1.6 本章小結(jié)19-20
• 第2章 有限元分析及傳熱基礎(chǔ)20-31
• 2.1 有限元基礎(chǔ)20-23
• 2.1.1 有限元概念20
• 2.1.2 有限元的基本思路20-22
• 2.1.3 有限元軟件簡(jiǎn)介22-23
• 2.2 傳熱學(xué)基礎(chǔ)理論23-27
• 2.2.1 基本概念23-25
• 2.2.2 熱交換模型25-26
• 2.2.3 渦旋壓縮機(jī)的相關(guān)熱力學(xué)假設(shè)26-27
• 2.3 彈性力學(xué)基礎(chǔ)理論27-29
• 2.3.1 彈性力學(xué)基本方程27-29
• 2.3.2 熱彈性力學(xué)29
• 2.4 耦合場(chǎng)分析29-30
• 2.5 本章小結(jié)30-31
• 第3章 渦旋壓縮機(jī)的幾何理論及受力分析31-44
• 3.1 渦旋壓縮機(jī)的幾何理論31-36
• 3.1.1 渦旋壓縮機(jī)型線方程31-32
• 3.1.2 工作腔幾何容積32-35
• 3.1.3 行程容積比和壓力比35-36
• 3.2 渦旋壓縮機(jī)受力分析36-42
• 3.2.1 動(dòng)渦旋受力分析36-37
• 3.2.2 氣體載荷37-40
• 3.2.3 慣性載荷40
• 3.2.4 傾覆力矩和自轉(zhuǎn)力矩40-41
• 3.2.5 防自轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)41-42
• 3.3 無(wú)油潤(rùn)滑渦旋壓縮機(jī)42-43
• 3.4 本章小結(jié)43-44
• 第4章 多場(chǎng)耦合作用下動(dòng)渦旋的變形及應(yīng)力的分析44-55
• 4.1 模型的有限元分析44
• 4.2 模型的相關(guān)參數(shù)44-45
• 4.2.1 結(jié)構(gòu)參數(shù)44
• 4.2.2 運(yùn)行工況及介質(zhì)參數(shù)44-45
• 4.3 氣體載荷及排氣溫度計(jì)算45-46
• 4.3.1 動(dòng)渦旋承受的氣體力45
• 4.3.2 動(dòng)渦旋排氣溫度45
• 4.3.3 慣性載荷45-46
• 4.4 前處理46-48
• 4.4.1 三維模型的建立46
• 4.4.2 網(wǎng)格劃分46
• 4.4.3 新建材料46-47
• 4.4.4 載荷的加載47-48
• 4.4.5 約束條件的設(shè)定48
• 4.5 計(jì)算與求解48-49
• 4.6 后處理49-54
• 4.6.1 熱分析49
• 4.6.2 熱載荷作用下動(dòng)渦旋的變形49-50
• 4.6.3 氣體載荷作用下動(dòng)渦旋的變形50-51
• 4.6.4 慣性載荷作用下動(dòng)渦旋的變形51-52
• 4.6.5 多場(chǎng)耦合作用時(shí)動(dòng)渦旋的變形52-53
• 4.6.6 多場(chǎng)耦合作用時(shí)的應(yīng)力分析53-54
• 4.7 結(jié)果可靠性分析54
• 4.8 本章小結(jié)54-55
• 第5章 動(dòng)靜渦旋裝配后的變形及應(yīng)力研究55-65
• 5.1 有限元模型的建立及計(jì)算55-57
• 5.1.1 模型的建立及網(wǎng)格劃分55-56
• 5.1.2 載荷的計(jì)算56
• 5.1.3 動(dòng)、靜渦旋約束條件的設(shè)定56-57
• 5.2 結(jié)果分析57-61
• 5.2.1 氣體力作用下渦旋盤的變形及應(yīng)力分析57-59
• 5.2.2 熱-固耦合作用下渦旋盤的變形及應(yīng)力分析59-61
• 5.3 不同裝配間隙下的變形和應(yīng)力分布61-62
• 5.4 散熱片對(duì)渦旋盤變形的影響62-63
• 5.5 本章小結(jié)63-65
• 全文總結(jié)與展望65-66
• 參考文獻(xiàn)66-70
• 致謝70-71
• 附錄A 攻讀學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文71

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

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7 趙Z，

本文編號(hào)：745037