平衡式双螺杆压缩机仿真分析与结构参数优化

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1、分类号______________________________密级______________________________ＵＤＣ______________________________编号______________________________全日制专业学位硕士论文平衡式双螺杆压缩机仿真分析与结构参数优化学位申请人：罗嗣骁学科领域：机械工程校内导师：熊国良教授王小明高工答辩日期：独创性声明本人郑重声明：所呈交的学位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

2、注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表和撰写的研究成果，也不包含为获得华东交通大学或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作了明确的说明并表示了谢意。本人签名_______________日期____________摘要平衡式双螺杆压缩机仿真分析与结构参数优化摘要螺杆压缩机分为单螺杆压缩机和双螺杆压缩机。对于双螺杆压缩机，当前市场上使用较为广泛的是单吸非平衡式螺杆压缩机。之所以称其为单吸非平衡式，是因为螺杆压缩机的出气口压力远大于进气口压力，从而造成了机

3、腔内部的螺杆转子单向受力，轴承所承受的轴向力方向也为单向且数值较大。这种情况一旦长期存在且被忽视的情况下，对机器的定期维护周期与轴承的使用寿命等将会产生严重的影响，甚至产生严重的安全隐患。平衡式双螺杆压缩机具有对称分布的两个工作腔，腔内阴阳转子齿形相同、旋向相反，中部用中隔板隔开。该种机型的设计，旨在利用对称分布的两对转子工作时所受的大小相同、方向相向的轴向力产生相互抵消的效果，从而在结构上解决转子及支撑件单向受力的问题。为了更好地提高容积效率、降低内腔压力脉动、减小进排气噪声，拓展双吸平衡式双螺杆压缩机的性能，

4、首先应对其双腔内的螺杆转子、型腔及进排气流道的结构进行合理布置；其次应验证其工作过程以及压缩介质流动中各项技术参数能否达到设计要求。因此，完整、准确地研究双吸平衡式双螺杆压缩机的啮合工作过程中状态特征的变化，并对其结构参数进行验证和优化是十分重要的环节。本文中重点利用ANSYS软件对双吸平衡式双螺杆压缩机的工作过程进行数值模拟仿真与验证。本文利用Fluent流体仿真软件，对已建立的双吸平衡式双螺杆压缩机流道模型进行了数值模拟与仿真分析。在数据前处理上，采用适合处理旋转和回流问题的Realizable湍流计算模型，

5、配以结果更易于收敛的PISO算法，并将各影响因子的精度模式提高到二阶迎风；在边界条件的设定上，选用压力进口和压力出口的进出口条件设置，对各壁面和流体材料属性分区域、分层次地设为实体和流体；在仿真后处理上，利用CFD-Post软件生成啮合过程的速度矢量图、壁面压力云图和温度云图以及三截面的压力云图和温度云图，运用理论、图表等方式进行分析比较，通过所得结论对主机的回流强度、压力脉动和结构优化等情况进行总结与分析。关键词：双螺杆压缩机，平衡式，啮合仿真，转子流道，FluentⅠ摘要SIMULATIONANALYSISO

6、FBALANCEDTWINSCREWCOMPRESSORANDITSOPTIMIZATIONOFSTRUCTURALPARAMETERSABSTRACTScrewcompressorisdividedintosinglescrewcompressorandtwin-screwcompressor.Asfortwin-screwcompressor,thewidelyusedtypeinthecurrentmarketissingle-suctionnon-equilibriumtypescrewcompresso

7、r.It’sreferredtoasasingle-suctiononeinsteadofabalancedone,becausetheairpressureofitsoutletgreatlyoutweighthatofitsintake,thuscausingtheone-waybearingofthescrewrotorinsidethecavityaswellastheone-waybearingofthedirectionoftheaxialforceanditsvalueisrelativelyhig

8、h.Oncesufferingfromalong-standingneglect,themachinewillbeaffectedeitherinitregularmaintenanceoritsservicelife.What’sworse,itisverylikelytocauseseriousdangers.Abalancedtwin-screwcompressor