微型涡旋压缩机切向泄漏流动特性与数值分析

针对微型涡旋压缩机工作腔内流场运动状态和切向泄漏特性难以通过实验测试获取的问题,以带有径向间隙的动、静涡旋盘啮合形成的三维流体模型为研究对象,采用CFD动网格技术,建立结构化网格和定义边界运动,探索月牙形压缩腔在工作过程中腔内流体的瞬态分布情况,研究径向间隙导致切向泄漏的工作腔内温度场、速度场和压力场瞬态分布规律。结果表明:切向泄漏对温度场和速度场不均匀分布情况影响较大,对压力场影响较小,在啮合间隙处压力和温度呈梯度变化,速度出现极值;平均进、出口质量流量和泄漏量与转速成正比。

防自转机构间隙对涡旋压缩机切向泄漏影响分析

针对定回转半径式涡旋压缩机工作腔切向泄漏问题,在建立压缩机构件简化机构模型基础上,得到了防自转机构摩擦副间隙与切向泄漏间隙变化量的数学模型。并通过算例对曲轴转动一周防自转机构摩擦副间隙引起的切向泄漏间隙变化量和切向泄漏量进行了分析讨论。结果表明:防自转机构间隙下的动涡盘自转使动、静涡旋齿啮合处一侧切向泄漏通道增大,泄漏量增加;另一侧动涡旋齿硬接触加剧磨损。其中切向泄漏间隙变化量在主轴转角为90°和270°时发生突变,且随着摩擦副间隙的增大而增大。因此在设计加工中,应严格控制摩擦副的配合公差和加工精度,以保证压缩机的性能。

考虑机构误差影响的动涡旋泄漏特性分析

以圆渐开线涡旋型线为研究对象,建立了涡旋压缩机的切向泄漏模型,根据型线的几何理论得出了切向泄漏间隙的数学表达式;依据涡旋压缩机工作原理、结构特点和机构学理论,将涡旋压缩机机构简化为一平行四连杆机构,计算并讨论了杆件的误差对切向泄漏间隙和泄漏量的影响。结果表明泄漏间隙和泄漏量的突变均易发生在曲轴转角为0°、180°和360°附近,且在转角为180°时泄漏间隙曲线存在瞬间正负突变转换,严重影响了压缩机的泄漏、磨损及稳定。由杆件误差引起泄漏率达到9%,因此机构误差对无油涡旋压缩机泄漏的影响不可忽视。

涡旋压缩机油气混合介质径向间隙泄漏特性研究

针对油润滑的涡旋压缩机,考虑到压缩腔内油气混合介质物性参数的不同,计算了不同情况下的涡旋压缩机切向泄漏量。建立单个压缩腔的物理模型,运用CFD软件对该物理模型进行网格划分,并进行三维数值模拟,得到不同时间周期内,压缩腔内混合介质压力、速度的分布规律。并模拟分析在油气体积比分别为0.5%,1%,1.5%,2%4种情况下径向间隙的泄漏量。结果显示,随着润滑油含量的增加,间隙泄漏量随之减少,且当油气体积比为2%时,切向泄漏量最小;在一定的油气体积比下,泄漏量随相邻压缩腔压差的增加而增加,且当压差为0.4 MPa时,切向泄漏量最大。研究结果可为油润滑涡旋压缩机的优化设计和应用提供参考。