三叶渐开线罗茨风机转子数值分析与优化-论文.pdf

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1、2014年4月图学学报April2014第35卷第2期JOURNALOFGRAPHICSV01．35No．2三叶渐开线罗茨风机转子数值分析与优化周开俊1，童一飞2，李业农1，肖轶(1．南通职业大学机械工程学院，江苏南通226007；2．南京理工大学机械工程学院，江苏南京210094)摘要：为了获得三叶渐开线罗茨风机基圆半径变化对风机性能的影响关系，首先从几何原理角度，分析了渐开线基圆变化对风机转子啮合渐开线的影响．给出了符合啮合条件的渐开线基圆半径变化范围，及不同基圆半径对转子面积利用率系数的影响情况。在此基础上利用数值分析方法，对同种叶型不同基圆半径时的风机转子

2、流场进行数值计算．运用动网格技术分析了风机内部的压力场、涡的强度变化和进气口质量流量变化情况。模拟结果表明：同种叶型渐开线基圆半径增加，能够削弱涡的强度和速度，增加进气口质量流量，提高风机效率，因此风机生产企业设计时应选择较大的渐开线基圆半径。关键词：数值分析；三叶罗茨风机：渐开线：动网格：基圆半径中图分类号：TP391文献标识码：A文章编号：2095。302X(2014)02．0214．07NumericalAnalysisandOptimizationforThree—LobeInvoluteRootsBlowerZhouKaOunl，TongYifei2，L

3、iYenon91，XiaoYil(1．SchoolofMechanicalEngineering，NantongVocationalUniversity,NantongJiangsu226007，China；2．SchoolofMechanicalEngineering，NanjingUniversityofScienceandTechnology,NanjingJiangsu210094，China)Abstract：Inordertoobtaintherelationshipbetweenthechangesofbasecircleradiusonthree—

4、lobeRootsblowerandtheblowerperformance．firsttheinfluenceofblowerrotorinvolutesfromthechangesofbasecircleradiusisanalyzedfromtheperspectiveofgeometricprinciples，andtheavailablerangeofinvolutebasecircleradiUSiSgivenaswellasitsinfluenceofareautilizationfactor．Thenbasedonthenumericalanaly

5、sismethod．theblowerinternalpressurefield．thevortexintensityvariationandtheinletmassflowratechangesunderthesamerotortypeanddifferentbasecircleradiUSarecalculatedbythedynamicmeshtechnique．Simulationresultsshowthat：theincreaseofthesamekindofrotortypeinvolutebasecircleradiuscanweakenthevo

6、rtexstrengthandspeed，increaseinletmassflow，andimproveefficiencyoftheRootsblower．Theblowermanufacturershouldthereforechoosea1argerinvolutebasecircleradius．Keywords：numericalanalysis；three—lobeRootsblower；involute；dynamicmesh；basecircleradiUS罗茨风机转子的优化设计一直是业界不断线型从圆弧、摆线、渐开线或其他共轭曲线，发探讨的热点，

7、风机转子也从两叶发展到三叶甚至展到复合线型‘卜21，然而从效率和成本角度得到大多叶，啮合形式也从直叶发展到了扭叶，转子的规模应用的还是三叶直叶渐开线转子，因此进一收稿日期：2013．07—21；定稿日期：2013—09—13基金项目：国家自然科学基金青年基金资助项目(61104171)；江苏省青蓝工程资助，南通市科技计划资助项目(CP22013002)作者简介：周开俊(1974)，男，江苏海安人，副教授，博士。主要研究向为先进制造技术等研究。E—mail：njzkjl89@sohu．corn第2期周开俊等：三叶渐开线罗茨风机转子数值分析与优化215步完善三叶渐开线

8、转子叶型设