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1、2011年第2期(总226期)43计算机应用文章编号:10062971(2011)02004305滚动转子压缩机的CFD模拟11221岳向吉,巴德纯,苏征宇,冀凯,王博(1.东北大学,辽宁沈阳110004;2.沈阳华润三洋压缩机有限公司,辽宁沈阳110004)摘要:基于计算流体力学(CFD)方法并采用动网格技术建立了滚动转子压缩机的数值分析模型,模拟循环的结果符合理论工作循环。经与试验对比验证模拟的容积效率和指示效率准确可靠,模拟的载荷变化为动载荷下机械损失的研究和评价提供了依据。对流场的分析表明气液分离器内的压力变化主要集中在排气弯管内,压力波动过程中存在气体动
2、能和势能的相互转化,设计改进应以减少能量转化过程中的损失为目标。关键词:滚动转子压缩机;效率;计算流体力学;动网格;数值模拟中图分类号:TB652;TH45文献标志码:ATheCFDSimulationofRollingPistonCompressors11221YUEXiangji,BADechun,SUZhengyu,JIKai,WangJingbo(1.NortheasternUniversity,Shenyang110004,China;2.ChinaResources(Shenyang)SanyoCompressorCo.,Ltd.,Shenyang11
3、0044,China)Abstract:Basedoncomputationalfluiddynamics(CFD)methodanddynamicsmeshtechnology,thenumericalsimulationofrollingpistoncompressorwasperformed.Theresultofsimulationcycleagreeverywellwithworkingcycle,andthevolumetricefficiencyandindicatedefficiencyofsimulationwasalsoingoodagreementwit
4、htheexperimentaldata.Meanwhile,theloadchangesofsimulationprovidedthebasisfortheresearchandevaluationofmechanicalloss.Theflowfieldanalysisofaccumulatorshowedthechangesofpressureoccurredmainlyinthetube,thetransformationbetweenkineticandpotentialenergyproducedintheprocessofpressurefluctuation
5、s.Theobjectiveofdesignimprovementshouldbereducingenergylossintheprocessoftransformation.Keywords:rollingpistoncompressors;efficiency;computationalfluiddynamics;dynamicsmesh;numericalsimulation理和数学模型的复杂性,在仿真模拟时一般进行简1引言化,如假设流动为一维稳态流动而简化了动量方程,滚动转子压缩机广泛应用于家用冰箱和空调。使得仿真结果无法反映出一些结构参数改变对性能在夏季,很多城市
6、空调器的耗电量超过了总用电量的影响。[5]的40%。因此,滚动转子压缩机的设计效率与性能本文基于计算流体力学(CFD,Computational改进是摆在制冷与压缩机研究领域的一项重要课FluidDynamics)方法并采用动网格技术,建立了滚题,而采用计算机模拟仿真技术是提高设计效率和动转子压缩机的仿真模型。进而结合实验数据对压[1]水平的重要手段。缩机效率进行了分析,为提高压缩机设计水平提供计算机仿真是在给定设计参数后通过数值计算了有效的方法和手段。预测压缩机性能的过程。很多学者研究了压缩机工2物理模型和数值模拟作过程的数学模型并取得了较好的结果,为压缩机[2-4]21
7、物理和数学模型的性能改进提供了重要的理论支撑。但由于物如图1所示,滚动活塞压缩机内的流动区域可收稿日期:2010-11-23划分为泵腔、吸气通道和排气通道3个部分。泵腔44压缩机技术2011年第2期由滚动活塞外壁、气缸内壁、上下轴承端面和滑片壁泵腔区域壁面温度为90;实验的环境温度为面封闭构成工作腔。随着转子的转动,吸气腔的容35,设置气液分离器部分的壁面为该温度。积不断增大,吸入气体,压缩腔的容积不断减小,对表1结构设计参数气体进行压缩。当压缩腔的气体压力高于排气压力排气量,
