涡旋压缩机论文翻译

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1、三维排放涡旋空气压缩机流动数值模拟JianMeiFeng,ZongChangQu,XinWeiLin能源与动力工程学院中国西安交通大学，西安710049E-mail地址：jmfeng@mial.xjtu.edu.cnzchqu@mail.xjtu.edu.cnlxw5837@mail.xjtu.edu.cn概述涡旋压缩机在传统压缩机行业里被公认为有较高的竞争力。大量的出版物极有兴趣的证明了这一点。在流动损失效率得到进一步提高的同时，特别是在最后的压缩区和排放区，流动损失更是大大地被减少。详细了解流动过程中发生

2、在排放区的流动损失是分析和减少排放流量损失的有利条件，这对减少严重损失是非常必要地。由于过程的复杂性，只有一个方法可以解决连续性和动量方程，那就是采用数值计算方法。在过去的10年里，进行了一些对涡旋压缩机的性能的调查。不过，对流体流动特性的细节的讲解的资料是相对很少的，尤其是在涡旋压缩机室。在本论文中，应用物理模型对实际的涡旋空气压缩机排放区的放电过程中的一个特点，作出合理的简化和三维准稳态湍流数值模拟。通过对排放区出口端的三维速度和压力分布进行典型流动分析，我们可以对涡旋空气压缩机的物理过程有深入地了解。1

3、.引言涡旋压缩机广泛应用于制冷，空调及电力领域，其竞争优势是在于它的高效率，和能够减少部分损失的要求，降低噪音，减少振动水平。三维模拟涡旋压缩机的运行，如：移动动涡盘的轨道、摩擦损失和流动阻力损失等各种损失。这些损失是该排放流量（由于流动损失约消耗百分之3的输入功率）的主要部分，特别是在大流量过程中。在流动过程中存在放电现象，因此在最后压缩地区要减少这些流动亏损，尤其是在速度增加的大流量区域更明显。因此，在涡旋空气压缩机顶部进行三维放电数值模拟是十分有必要的。最重要的流动模式，是在排放和最终压缩区。尤其是在大

4、流量涡旋压缩机排气口务必要根据分析结果，来为寻找供应来源的排放所造成的损失进行理论分析和设计。本文研究的对象是一个1.6的涡旋空气压缩机的排放量。最重要的理论研究对象是对对称弧和排放区的修改和整定。基本参数和修改后的提示参数列于表1。示意图1显示了涡旋压缩机的排放区域。表1：基本参数和修改后的参数图1：涡旋压缩机排放区示意图。2.物理模型与数值方法2.1物理模型这种气体通过涡旋齿的“压缩运动”而提供动力，而涡旋齿的这种运动可以在涡旋压缩机的工作腔内对可压缩性粘性非定常流的气体进行压缩。由于高转速和附近的靠近腔

5、壁的速度梯度，所以气体的湍流特性必须加以考虑。但绕壁速度比较小的气体速度，例如，在腔壁上的速度大约是百分之5的气体速度是本文研究空气压缩机排放的平均速度，因此它必须在准稳态的环境下，并且有固定的流场。也就是说，忽略轨道流动的腔壁运动是有道理的。因此，进行三维稳态湍流计算分析，是对压缩区和排放区流场的预测和分析。在涡旋压缩机中空气是从两个方向注入到压缩腔内的，并且两侧各有曲柄角度。不同的体积流量在不同曲轴的排放过程中显示的数字在一定的曲柄角度是不一样的，曲柄角度如图2。图3显示了一个计算模型的角度。图2：排放量

6、与轨道曲轴转角的关系图3：三维计算模型2.2数值方法湍流流动中存在着已经被公认、和经常应用的k-x湍流模型。应用离散方程，和有限体积法可以解决湍流模型。通常采用SIMPLE算法以纠正压力系数。附近的腔壁，通过改进方法，可以求得腔壁函数。对于对流项和扩散项的离散格式可以采用二阶求导式和中心差分格式。数值模拟（2001）显示了离散化方法的细节。在对计算域的几何特点进行的分析可以看出，整个域的不同部分的几何尺寸相差是很大的;用分割块结构网格的方法来使全域网分成几个部分，其中排放产生的分离是可以在坐标网格系统中求得（

7、ThompsonJ.F.,etal.,1985）。总体网格是通过电网的独立精细计算结果来确立的。在不同的计算过程中曲柄角度是不同的，所以产生了网格分开。边界条件如下所示：(a)进口每两个入口质量流率是相同的，瞬时体积变化率是成倍增加的。(b)出口出口的位置设置在远离排放区的5倍的高度，以保证恒定的压力。排放压力提供了出口压力。(c)腔壁非滑移边界条件为腔壁的速度提供了条件。先进的腔壁函数法用来确定腔壁附近的速度条件。3.数值结果在本文中，被定义为轨道排放曲轴转角。在排放气体的时刻，即曲柄角度y=45（是排放曲

8、轴角度），y为零。然后，在整个排放过程中，是从0到360度变化。根据这一定义，例如，在排放后曲轴转角为45度角时，这时x=45。本文为了描述方便，在z坐标等于零的位置定义为排放区的进口，并以固定滚动表面的名字命名。在z坐标位置等于涡旋齿的高度时，以固定滚动顶面的名字命名。中心流场和中心腔在几个不同区域的流量的曲柄角度为45，90，180度，本文只对曲柄角度为90度和180度进行了研究。并且对不同的轴