双螺杆转子结构特性流固耦合数值模拟

以双螺杆转子为研究对象,依据流固耦合理论,通过求解捏合机内部流体和双螺杆转子固体耦合方程,研究不同工况下的流体压力和扭矩对双螺杆转子应力和变形的影响规律。分析计算结果表明:螺杆转子的变形和应力主要是不同工况下的扭矩、流体压力载荷及耦合场作用引起的;螺杆间隙对捏合机的生产效率和质量有很大影响,阴阳螺杆转子最大变形量是设计最佳螺杆间隙的关键因素;一定功率下,转子的最大变形量和最大应力值分别与转子扭矩、流体压力的大小正相关;一定转速下,转子的最大变形量和最大应力值与捏合机功率正相关。研究结果为新型双螺杆捏合机的合理设计与性能预测提供了理论依据。

流热固耦合下的双螺杆压缩机转子结构特性研究

针对双螺杆压缩机工作过程中转子的结构特性问题,综合考虑压缩机产生的压力场和温度场,对螺杆转子进行流热固耦合研究。通过有限体积法求解压缩机工作过程中产生的压力场和温度场,采用数值插值技术将其加载到转子的结构网格上,建立转子的真实受力模型。进一步求解转子的静平衡方程得到转子的位移场和应力分布,并利用L形大直径掩埋管道对所提出的方法进行验证。研究结果表明:温度场是螺杆转子产生较大变形和应力的主要原因,选择合适的转速可以降低转子的变形和应力。研究结果对压缩机的结构设计和优化有一定的理论意义。

差速螺旋啮合双转子端面型线的统一几何设计及模拟

为了更全面描述啮合差速转子的端面,通过引入变符系数?,采用相对运动法,推导了适合同向和异向的差速转子端面型线的统一啮合方程。通过改变差速比或者头数比及其他参数,可以得到不同新型的转子端面型线。用此模型建立了差速比为3:1、同向和异向的等径不等导程双螺旋转子混合段。应用Polyflow软件,有限元数值模拟了高密度聚乙烯熔体在两种啮合旋向下的流动混合效果。异向差速螺纹元件有长而窄的均匀停留时间,分布混合能力较好;同向差速螺纹元件的拉伸混合、剪切作用大,分散混合能力较强。

双螺杆压缩机热力结构特性分析

针对双螺杆压缩机在实际工作过程中的热力变形结构特性问题,以双螺杆压缩机的阴、阳转子为研究对象,考虑转速对螺杆压缩机工作性能的影响,采用间接耦合方法通过插值技术将温度场作为体载荷施加于阴、阳转子,并进行热力耦合数值模拟分析。通过求解阴、阳转子静平衡方程,对螺杆转子在静力场、稳态温度场和热力耦合场进行模拟分析对比,得到螺杆转子的应力、变形分布规律。研究结果表明:在静应力场下,阴转子的变形量大于阳转子,且静应力的仿真与耦合场下仿真差异明显。在双螺杆压缩机工作过程中,热变形是转子变形的主要原因,且轴向的变形量最大,热分析和热力耦合情况下转子的变形趋势相同,且在耦合场下阴转子的齿面变形较大。

齿顶及齿间间隙对双螺杆压缩机转子结构特性的影响

为研究间隙对双螺杆压缩机螺杆转子结构特性的影响及避免转子发生干涉与磨损现象,针对双螺杆压缩机中齿顶间隙和齿间间隙对螺杆转子结构特性的影响进行数值模拟分析。结果表明:随着齿顶间隙和齿间间隙的增大,阴、阳转子的最大变形呈现先增大后减小的趋势,但其变化范围较小;随着齿间间隙的增大阴阳转子的最大应力总体呈现增大的趋势,随着齿顶间隙的增大阴阳转子的最大应力趋于不变;当齿顶间隙大于或等于0.17 mm、齿间间隙大于或等于0.33 mm时,能够避免因转子变形发生干涉与磨损问题。