滾動轉子式壓縮機是通過偏心轉子的轉動與滑動檔板的平動,完成吸氣、壓縮、排氣等功能。本文采用局部彈性變形與網格重組的CFD動網格技術,對制冷型滾動轉子壓縮機瞬時動態流場進行了數值模擬。可以計算壓縮理想氣體為工作介質,滿足流體控制方程及氣體狀態方程,湍流模型采用標準k - e模型。計算得到了壓縮機主要性能參數隨時間變化的諧波規律、流場分布及壓力分布,觀測到滾動轉子式壓縮機內旋渦生成、運動、增大或縮小等現象。

1、前言

　　滾動轉子式壓縮機以其體積小、結構簡單、運轉平穩和噪聲低等特點,近年來廣泛應用于空調、熱泵和冰箱等設備。其是利用氣缸內偏心轉子的轉動結合滑動檔板,使月牙形空腔體積作周期性變化,從而實現吸氣、壓縮、排氣和余隙膨脹的循環過程,如圖1所示。

　　滾動轉子式壓縮機的流動傳熱過程非常復雜,許多學者為此做了大量的工作,對各熱力過程進行了能量分析并建立壓縮機的傳熱數學模型[1～5] 。但這些理論模型受各自簡化假設的局限,較難滿足滾動轉子壓縮機流場的一般規律。

　　隨著計算機技術的快速發展,運用計算流體力學(CFD)研究具有周期短、信息完整、可視化程度高、能模擬復雜和理想過程等優點;可同時獲得相關變量的詳細信息以及潛在的物理過程。本文將CFD的動網格技術應用于滾動轉子式壓縮機內部流場的動態數值模擬,為滾動轉子式壓縮機優化設計及應用提供參考。

5、結論

　　(1)應用CFD動網格技術實現了滾動轉子式壓縮機動態流場的數值模擬,得到了壓縮機流量值隨時間變化的諧波規律;壓縮機一個循環的平均質量流量近似等于0. 6倍的峰值差;

　　(2)動網格技術的應用可以捕捉到滾動轉子式壓縮機吸氣、壓縮、排氣過程中出現明顯的旋渦,可觀測到這些旋渦的生成、運動、增大或縮小的過程,這些結果可為滾動轉子式壓縮機的優化設計和運行操作提供參考。

參考文獻

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