爪式流体机械啮合间隙对工作过程的影响.pdf

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1、2013年第4l卷第4期流体机械47文章编号：1005—0329(2013)04—0047爪式流体机械啮合问隙对工作过程的影响刘凯，姜希彤，查海滨，王君(中国石油大学，山东青岛266580)摘要：分析了爪式流体机械工作全过程包括吸气、压缩、排气和混合过程的工作特性；运用变质量系统增压过程方程和数值模拟方法讨论了工作过程中工作腔内压力、质量等参数随旋转密封面啮合间隙大小的变化关系；得到了不同间隙下爪式流体机械内压缩过程和混合过程的泄漏规律；研究内容有助于爪式流体机械的设计、加工、装配和性能的提高。关键词：爪式流体机械；数值模拟；泄漏；工作过程中图

2、分类号：TH3文献标识码：Adoi：10．3969／j．issn．1005—0329．2013．04．Ol1WorkingProcessoftheClaw-typeFluidMachineryUnderDiferentMeshingClearanceLIUKai，JIANGXi-tong，ZHAHai—bin，WANGJun(ChinaUniversityofPetroleum，Qingdao266580，China)Abstract：Theworkingprocessofsuction，compressionanddischargeinthe

3、claw-typefluidmachinewasanalyzed．Toobtaintheleakagelawoftheclaw—typefluidmachine~compressionprocessandthemixingprocessunderdifferentclearance，thevariablemassthermodynamicssystemandnumericalsimulationmethodwereusedtoinvestigatethechangingrulesbetweenthestatepa-rameters，suchas

4、pressureandmassofthecompressionchamber，andthemeshingclearanceofrotatingsealfaces．Theresultshelptotheclaw·typefluidmachine’Sdesign，processing，assemblyandimprovingtheperformanceoffabrication．Keywords：claw—typefluidmachine；numericalsimulation；leakage；mixingprocess1前言质量系统热力学原理J、

5、数值模拟的方法研究该爪式转子在其工作过程中啮合间隙大小对其泄漏爪式流体机械作为变容积式设备，其腔内平量的影响，研究其内压缩过程与混合过程泄漏的行放置的一对同步回转的转轴⋯。爪式流体机工作过程特性，得到工作过程元件之间的间隙大械利用连接在两轴的成对的爪型转子进行有间小与气体质量的变化规律，以及气体压力的变化隙、无摩擦的啮合所形成的密闭腔的容积大小变规律卜；根据爪式流体机械工作过程的独特特化来完成气体的吸入、压缩和排出过程。爪式点指出其理想的啮合间隙，有助于爪式流体机械流体机械具有干式无油、压缩比良好、可直排大气的设计和制造。并独立在高压下长期连续

6、工作等显著优点J。已广泛应用于医疗、半导体、光学通讯、电子等众2爪式流体机械的工作过程多领域J。爪式流体机械内部转子与机壳，转子与转子之间无接触，间隙的存在在其工作过程中六段式爪式流体机械转子型线由3段圆弧和必然存在泄漏，而泄漏对其工作特性具有重大的3段摆线构成，从节圆按逆时针方向依次为：节圆影响J。目前有关爪式流体机械的泄漏的工作圆弧、摆线、爪底圆弧、摆线、爪顶圆弧和摆线组过程相关研究较少。成；其工作过程分为吸气、压缩、排气和混合过程。本文针对六段式曲爪型转子型线J，应用变2．1吸气过程、压缩过程和排气过程收稿日期：2012—08—15修稿日

7、期：2013-03—15基金项目：中央高校基本科研业务费专项资金资助(12CX06057)48FLUIDMACHINERYVo1．41，No．4，2013如图1所示爪式流体机械的进、排气口在其气结束时刻过渡到压缩开始时刻。混合过程中经端面，它的开启与关闭是依靠转子转动时的遮挡历了4个阶段：余隙容积内气体继续压缩过程、膨来实现。其工作腔被2个相互啮合的爪式转子分胀混合过程、新容积腔形成和继续压缩过程、吸气隔成2部分，分别为有阴影部分和无阴影部分；而前的膨胀过程。且2部分工作腔同时工作。3带有泄漏的内压缩工作过程研究爪式流体机械工作腔的密封间隙如图

8、2所示，间隙1为两转子之间的啮合间隙，间隙2为转子与气缸壁面的啮合问隙，当爪式流体机械进行内压缩过程时气体通过间隙1、2由压缩腔泄漏到吸气腔内。由于进