平衡式雙螺桿壓縮機主機工作過程的數(shù)值模擬與仿真分析.pdf

1、雙螺桿壓縮機廣泛地應(yīng)用于軍工、冶金、石油、化工、船舶、碼頭、電力、機械、建材、輕紡、造紙、油庫、環(huán)保、食品等行業(yè)。傳統(tǒng)雙螺桿壓縮機通常采用單一工作腔方式，其一端為吸氣口，另一端排氣口，導(dǎo)致螺桿轉(zhuǎn)子承受單一方向的軸向力作用，而軸向力的大小隨著輸出壓力與排量增加而增大。對于運用石油、石化領(lǐng)域的大排量雙螺桿壓縮機過大的軸向負(fù)載是嚴(yán)重影響其無故障運行周期長短的關(guān)鍵因素。為此課題組為順應(yīng)市場需求開展大幅度減少軸向負(fù)載的平衡式雙螺桿壓縮機研制。

2、r>　　為了平衡軸向負(fù)載平衡式雙螺桿壓縮機采用雙工作腔結(jié)構(gòu)，其轉(zhuǎn)子受力情況、結(jié)構(gòu)形式與結(jié)構(gòu)參數(shù)、內(nèi)部流場變化情況都有較大的改變。顯然照用傳統(tǒng)的螺桿壓縮機設(shè)計理論與方法來進行平衡式雙螺桿壓縮機設(shè)計難以達(dá)到最佳效果。
　　鑒此，采用流體力學(xué)、建模理論與仿真技術(shù)開展排量、螺桿型線、進排氣結(jié)構(gòu)條件下轉(zhuǎn)子負(fù)載及熱變形研究；構(gòu)建平衡式雙螺桿壓縮機三維模型；運用ANSYS WORKBENCH等專業(yè)軟件工具對其主機工作過程進行數(shù)值模擬與仿真分析；

3、分析主機流場變化情況等等是加快平衡式雙螺桿壓縮機研制進程，降低研制成本的必要途徑，對實現(xiàn)平衡式雙螺桿壓縮機的數(shù)字化設(shè)計起著關(guān)鍵的作用。
　　文中通過對螺桿轉(zhuǎn)子型線幾何特性以及壓縮機整機性能的研究，確定螺桿轉(zhuǎn)子的外形參數(shù)以及壓縮機其它主要零部件的結(jié)構(gòu)及外形尺寸；在此基礎(chǔ)上，通過PRO/E強大的三維建模能力，建立好平衡式雙螺桿壓縮機螺桿轉(zhuǎn)子以及其它主要零部件的三維仿真模型，以無縫連接的方式導(dǎo)入ANSYS WORKBENCH中，在其中完

4、成對平衡式雙螺桿壓縮機的數(shù)值模擬與仿真分析；針對如何提高轉(zhuǎn)子軸向力分析精度，對螺桿轉(zhuǎn)子精確加載方法進行了研究，提出了基于嚙合接觸線加載負(fù)荷法；為驗證平衡式雙螺桿壓縮機螺桿轉(zhuǎn)子軸向受力理論上為零，對其進行熱應(yīng)力進行分析；為了了解螺桿壓縮機內(nèi)部的速度場、溫度場以及壓力場分布情況，分別對傳統(tǒng)以及平衡式雙螺桿壓縮機主機工作過程進行流場分析；為清楚的了解平衡式雙螺桿壓縮機中隔部以及排氣座回流、渦流的分布情況以及影響因素，選取不同工況下，對其進行數(shù)