蒸汽压缩蒸馏装置压缩机内部流场的分析研究

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1、中图分类号：TH455论文编号：HBLH2015-051UDC：密级：公开硕士学位论文蒸汽压缩蒸馏装置压缩机内部流场的分析研究作者姓名：孟欣学科名称：机械工程研究方向：机构学与机械动力学学习单位：河北联合大学学习时间:2.5年提交日期:2014年12月2日申请学位类别：工学硕士导师姓名：蔡玉强教授单位：河北联合大学机械工程学院论文评阅人：冯立艳教授单位：河北联合大学机械工程学院刘宝林正高工单位：首钢京唐联合钢铁有限公司论文答辩日期：2015年3月1日答辩委员会主席：刘秉新教授关键词：蒸汽压缩蒸馏装置；罗茨压缩机；型线设计；动

2、网格；数值模拟唐山河北联合大学2015年3月ResearchonInsideFlowFieldofCompressorintheVaporCompressionDistillationDeviceDissertationSubmittedtoHebeiUnitedUniversityinpartialfulfillmentoftherequirementforthedegreeofMasterofScienceinEngineeringbyMengXin(MechanicalEngineering)Supervisor:Pr

3、ofessorCaiYuqiangMarch,2015独创性说明本人郑重声明：所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写的研究成果，也不包含为获得河北联合大学以外其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。论文作者签名：日期：年月日关于论文使用授权的说明本人完全了解河北联合大学有关保留、使用学位论文的规定，即：已获学位的研究生必须按学校规定提交学位论文

4、，学校有权保留、送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以将学位论文的全部或部分内容采用影印、缩印或编入有关数据库进行公开、检索和交流。作者和导师同意论文公开及网上交流的时间：自授予学位之日起自年月日起作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字日期：年月日摘要摘要随着我国载人空间飞行、深空探测技术的迅速发展，空间站废水回收的技术成为我国航天事业进步的关键。参考大量文献，蒸汽压缩蒸馏技术是废水回收的首选。罗茨压缩机是容积式压缩机械，其工作腔内部气体没有被压缩，而是依靠排气口处瞬时回流的高压气体使得工作腔内气体的压力升高。罗

5、茨压缩机具有运转平稳性好，结构简单，输出气体干净等优点，是蒸汽压缩蒸馏装置中水蒸气压缩冷凝的最理想选择。分析罗茨转子的结构、运动参数对罗茨压缩机工作性能的影响，以便更好地完成蒸汽压缩蒸馏装置蒸发、冷凝功能。主要内容包括：针对蒸汽压缩蒸馏装置的工作要求，分析了传统罗茨压缩机转子型线的不足，建立了“圆弧——渐开线——圆弧包络线”的型线方程；利用CreoParametric2.0软件的参数化设计平台绘制罗茨转子型线，并进行干涉检验，以保证计算结果的正确性，并构建罗茨压缩机内部流场的二维几何模型。利用ANSYSICEMCFD软件将模

6、型分为进气部分，旋转区域和排气部分三个部分划分混合网格。进气部分和排气部分采用结构化网格（Quadrilateral），旋转区域采用非结构化网格（Triangle）。运用ANSYSFluent软件对罗茨压缩机内部流场进行分析：根据罗茨压缩机的工作情况设置初始条件和边界条件，通过编写Profile宏定义旋转区域网格的运动参数，采用RNGk模型、湍流模型及“PISO”算法进行模拟计算。通过分析数值模拟结果得出：流场内的静压、流速的变化规律；排气流量随转子转动角度的变化规律，并找出排气流量脉动的原因。确定模拟结果的正确性后，改

7、变罗茨压缩机的转速，最终确定合理的罗茨压缩机的转速范围；改变叶轮形状，进行对比分析，得到叶轮形状对流场的影响。已达到优化罗茨压缩机工作性能的目的。图44幅；表4个；参55篇。关键词：蒸汽压蒸馏装置；罗茨压缩机；型线设计；动网格；数值模拟分类号：TH455-I-河北联合大学硕士学位论文AbstractAlongwiththerapiddevelopmentofthetechniqueofmannedspaceactivities,thewastewaterrecyclingtechnologyinthespacestation

8、hasbecomethekeytotheprogressofourcountry'sspaceflightbusiness.Andthevaporcompressiondistillationtechnologybecomesthepreferredselectionofthewastew