渦旋壓縮機工作過程模擬及傳熱分析

姜 營，查海濱，王 君，張曉慧，章大海

（中國石油大學（華東）化學工程學院，山東青島266580）

渦旋壓縮機工作過程模擬及傳熱分析

姜 營，查海濱，王 君，張曉慧，章大海

（中國石油大學（華東）化學工程學院，山東青島266580）

根據渦旋壓縮機的運轉規律，得到了絕熱狀態渦旋壓縮機非定常流動的數值模擬計算方法；對渦旋壓縮機理論計算模型進行網格無關性驗證、動網格重構驗證，保證其數值模擬計算結果的準確性。得到了渦旋壓縮機工作過程的壓力場、溫度場、速度場分布規律，得到其工作過程曲線與各工作腔的泄漏規律，并與理論絕熱過程進行對比，驗證了所采用的數值模擬計算方法的正確可行性。進而探究考慮流熱耦合傳熱的渦旋壓縮機工作過程的數值模擬計算方法，提出通過合理地設置壁面熱力條件參數實現渦旋壓縮機達到熱力平衡狀態的數值模擬計算方法。

渦旋壓縮機；工作過程；數值模擬；傳熱分析；熱力平衡

1 引言

渦旋壓縮機是一種新型高效的容積式回轉機械，具有容積效率高、轉動平穩和結構簡單等優點，在眾多領域內應用廣泛。渦旋壓縮機工作原理是以動、靜渦旋盤之間的相對公轉平動構成若干周期性變化的月牙形容積腔，借以實現氣體的吸入、壓縮和排出。其工作過程形式是多個工作腔同時工作、容積腔周期性不斷變化、伴有傳熱和泄漏的非定常可壓縮流動。實驗研究其工作腔內的熱力過程難以實現，而數值模擬計算方法可以直觀地得到其工作過程中各容積腔的壓力場、溫度場、瞬態速度場的分布規律，對于評價型線優劣、合理設計渦旋齒等具有重要的指導意義。……