旋转式压缩机储液器流场分析

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1、2006年CDAJ中国用户论文集旋转式压缩机储液器流场分析王艳珍，刘春慧上海日立电器有限公司-1-2006年CDAJ中国用户论文集旋转式压缩机储液器流场分析FlowAnalysisontheAccumulatorofRotaryCompressor王艳珍，刘春慧（上海日立电器有限公司）摘要：旋转式双缸压缩机用储液器排气弯管结构初始为平口设计，试验运行中产生强烈啸叫，将平口改为劈尖口设计后，啸叫消失。本文针对上述现象对储液器排气弯管平口、劈尖口两种方案的内部流场进行CFD模拟，通过分析流场压力脉动及分布情况，得到进气管劈尖口储液器压损小，振动及噪音小，性能优

2、于进气管平口储液器。计算结果与试验结果相一致。关键词：旋转式压缩机；储液器；流场分析；压力脉动Abstract:Initiallytheflat-inletisdesignedforexhaustpipeintheaccumulatoroftherotarycompressor，butacutewhistleoccurwhencompressorrunintest,theinletstructureischangedfromflattosharp，whistledisappear.CFDsimulationisappliedonthefluidofaccu

3、mulatorwiththeflat-inletandsharp-inletinthispaper,theconclusionisthatthesharp-inletprecedingflat-inletinpressuredrop，vibrationandnoise,andperformance，whichisconsistentwithtestresult.Keywords:rotarycompressor;accumulator;flowanalysis;pressurepulse1前言储液器是旋转式压缩机必不可少的配件，它起着储存制冷工质、液汽分离

4、、防止压缩机产生液击、过滤杂质及回油等作用。制冷工质在进入压缩机气缸前要先经过储液器，而储液器包含进气管、滤网，支架、排气弯管等部件，流体通过时会产生气流压力脉动，此脉动不仅是旋转压缩机振动及噪音源之一，而且压力脉动损失将使压缩机性能降低，因此要合理设计储液器内部结构，使其在满足功能要求的前提下尽力减小压损和气流脉动。以本公司双缸压缩机用储液器为例，排气弯管结构初始为平口设计，试验运行中产生强烈啸叫，将平口改为劈尖口设计后，啸叫消失。本文针对上述现象对储液器排气弯管平口、劈尖口两种方案的内部流场进行CFD模拟，通过分析流场压力脉动及分布情况，得到进气管劈尖

5、口储液器压损小，振动及噪音小，性能优于进气管平口储液器。计算结果与试验结果相一致。-2-2006年CDAJ中国用户论文集2CFD模拟2.1几何模型储液器包含进气管、滤网，支架、排气弯管等部件，以排气弯管平口为例，结构简图如图1所示。按照储液器实际流体区域建立CFD模型，由于储液器是中心对称结构，因此利用流动的对称性，在模型中只截取其中一半进行建模，并将中心截面设置为对称面，这样就可以减少网格数量，缩短模拟运算时间，而不影响模拟计算的准确性。其中滤网结构具体流阻参数未知，但结构完全相同，对压损的影响也相同，因此为了简化模型，在建模时可将滤网忽略。两个方案的C

6、FD网格图如图2所示，图中红框内区域即为平口结构与劈尖口结构。图1储液器结构简图2.2计算条件根据压缩机实际工作情况确定边界条件，将储液器进气管设置为PRESSURE边界，上、下缸排气弯管末端设置为INLET边界，方向为流出方向，INLET边界上的速度曲线依照压缩机缸体吸气腔容积变化率（如图二所示）计算得出，上、下缸吸气相位相差180度，如图3所示。排气弯管劈尖口结构排气弯管平口结构图2CFD模型网格图工质气体状态参数按照压缩机标准工况选取，假设为理想可压缩气体，气体密度与温度及压力相关，即ρ=f(P,T)，考虑重力对流动的影响。计算四个周期，每个周期计算

7、180步。-3-2006年CDAJ中国用户论文集吸气腔容积变化率（ml/s）上缸下缸s）m/气腔容积（吸度速090180270360角度时间图3INLET边界速度曲线3计算结果计算四个周期后达到稳定，将模拟结果进行后处理，取劈尖口与平口某一时刻局部速度矢量图和压力云图，如图4a、4b所示，从图中看分布有较大不同。取上、下缸排气弯管出口相对于储液器进气管的平均压力（即为储液器压力损失），在一个周期内的压力曲线，如图5所示，横轴为气缸内曲轴转角。曲线中平口压力脉动峰值较劈尖口略大，压力损失也越大，反应在压缩机中劈尖口性能略高于平口。为了比较两者噪音，取主要结构

8、不同点1位置处管壁承受的静压曲线（以下缸为例，上缸类似），如图6所