涡旋压缩机涡旋齿温度分布与变形研究

涡旋压缩机工作过程中涡旋盘的固体温度分布规律,对涡旋齿的受力变形和工作腔内气体的增压过程影响极大;为了得到更为准确的涡旋齿温度分布规律和变形特点,本文建立了涡旋压缩机涡旋齿温度分布模型;研究涡旋齿所接触的气体温度的周期性变化规律,计算任意位置处涡旋齿壁的等效温度;采用气体与涡旋齿壁的对流换热模型,得到涡旋齿壁面温度的分布,以此为热边界条件得到涡旋盘固体温度分布规律;进而研究了涡旋齿在热载荷和压力载荷耦合下的受力和变形规律。结果表明:涡旋齿从中心向外缘其温度逐渐减小,涡旋齿内侧齿壁温度高于外侧齿壁温度。     

温度场对动涡旋盘应力与应变的影响

针对不同的温度场,运用有限元分析软件ANSYS对汽车空调涡旋压缩机的动涡旋盘进行了应力与应变的模拟和研究。计算结果表明,温度载荷对涡旋盘的应力和应变有着重要影响。其中,非均匀温度场会导致涡旋盘的涡旋齿产生较大应力与应变,涡旋齿断裂故障发生的概率较大。     

涡旋压缩机不对称双涡旋齿型线的构建与模拟

采用双涡旋齿涡旋盘结构能够有效地提高涡旋压缩机的吸气量,然而存在内容积比小、允许开设的排气口面积小的缺点.针对此问题,本文提出一种涡旋压缩机的新型不对称双涡旋齿,利用中线法得到了涡旋齿型线的设计方法,并且建立其几何模型;通过三维数值模拟研究其工作腔内部的气体流场,并与现有的双涡旋齿涡旋压缩机进行对比.结果表明:所提出的...     

汽车空调用变基圆半径渐开线涡旋压缩机的研究

以汽车空调用涡旋式制冷压缩机为研究对象,为了改善汽车空调涡旋压缩机欠压缩工况,减少排气过程等容压缩功率损失,提高其制冷性能系数,研制了变基圆半径渐开线的涡旋盘,并利用ANSYS有限元软件对涡旋盘在制冷剂气体压力载荷下的应变进行了分析。实验研究结果表明,涡旋齿在中心高压区的变形量极小,从而较好地保证了高压腔内气体的密封性能,减少了制冷剂气体的泄漏,降低了压缩机的重复压缩功耗。     

涡旋压缩机全啮合渐变壁厚涡旋齿的设计与分析

针对现有涡旋压缩机涡旋齿设计过程复杂,等壁厚涡旋齿应力分布不均匀的问题;本文基于法向等距线法,提出全啮合涡旋齿型线的设计方法;由此方法得到了一种新型全啮合渐变壁厚的涡旋齿,其中心和外圈分别由基圆渐开线和变径基圆渐开线组成;建立了所提出的涡旋齿的几何理论。采用数值模拟得到了涡旋压缩机的工作腔流场和涡旋齿的应力和变形,比较了所提出的渐变壁厚涡旋齿和传统的等壁厚涡旋齿的不同。结果表明:所提出的涡旋齿对介质的增压过程快,压缩比大,涡旋齿应力和变形小。     

涡旋压缩机三维数值模拟及排气过程研究

为了揭示涡旋压缩机内部流动规律提高数值模拟精度,本文建立了涡旋压缩机流体区域三维结构化动网格模型,并讨论了数值模拟方法;基于结构化动网格对涡旋压缩机工作过程进行三维数值模拟,得到其内部流场分布;分析了压力场、温度场的分布规律,研究了排气过程中流场的变化特点,并讨论了排气过程中的压力损失;结果表明在排气过程中排气腔的顶部和底部及排气口内部都存在涡流,由此引起流场分布的不均匀。研究内容有助于涡旋压缩机的设计及排气口的开设。     

电动汽车空调涡旋压缩机的变齿宽结构分析

以电动汽车空调用涡旋式制冷压缩机为研究对象,建立了变齿宽涡圈的型线方程。利用有限元分析方法,对比分析了定齿宽和变齿宽涡圈的结构应力分布。结构应力计算和压缩机性能实验结果表明,采用变齿宽涡圈的涡旋压缩机,降低了涡圈在温度载荷作用下的结构应力,减少了压缩机排气过程等容压缩附加功率损失,提高了压缩机的等熵效率和容积效率。     

基于结构化动网格的涡旋压缩机内部流场模拟

为了增加涡旋压缩机啮合间隙处的动网格数量。本文根据涡旋压缩机的流体区域变化规律,提出一种结构化动网格的生成方法,实现了啮合间隙处的网格加密。进而得到一种基于结构化动网格的涡旋压缩机非定常流动的数值模拟方法;得到了任意时刻流体区域内的流场分布。与现有的非结构化动网格进行比较,结构化动网格解决了非结构化动网格在啮合间隙处易产生负体积的问题,能够在啮合间隙处生成足够的网格数量,提高了计算精度;且具有网格质量高、网格数量和疏密易控制等优点,更适合于涡旋压缩机工作过程的数值模拟计算。     

变基圆半径渐开线涡旋齿形的修正

以汽车空调用变基圆渐开线涡旋压缩机为研究对象,采用圆弧加直线的修正方法对涡旋齿起始端进行了修正,推导了变基圆渐开线齿端修正部分的面积计算公式,进行了涡旋几何修正参数及齿端面积的实例计算,分析并通过实验验证了修正角对涡旋齿端修正面积及内压缩比的影响规律。研究结果表明,修正角的取值直接影响到涡旋压缩机的内压缩比大小。在确定的渐开线参数情况下,修正角的取值存在着一个合理的区间,其接近下限值时,能够提高涡旋压缩机的内压缩比,改善欠压缩过程,从而提高涡旋压缩机的等熵效率。     

活塞压缩机缸内热力过程CFD仿真

使用Fluent软件对压缩机缸内气体流场进行模拟研究,构建气缸的三维模型,以连续性、能量和动量方程作为基本控制方程,设置动网格基本参数,进而得到气流在气缸内的流场变化过程。分析缸内气体的流动状态包括压力、温度、湍动能等参数的微观变化情况,为优化改进压缩机性能提供依据。     

准三级压缩制冷系统涡旋压缩机性能的实验研究

制定准三级制冷系统用涡旋压缩机的实验方案,对改进后的涡旋压缩机进行测试.实验结果表明:在工况不变的情况下,随高压级压缩机补气压力的增加,压缩机的排气温度明显降低,但压缩机的功率有所增加,但幅度不大,故准三级制冷系统用涡旋压缩机,可以有效增加两级压缩制冷系统的运行稳定性以及压缩机的使用寿命.     

强激光对燃烧室壳体的热-力毁伤研究

基于ANSYS有限元软件, 按有无内压作用, 分别对激光辐照下燃烧室壳体的温度场、热应力、应变与损伤进行了计算与分析.分析表明, 壳体的温度场分布与光束的功率分布一致, 光斑中心温度最高.壳体中应力最大值不在光斑中心, 而是位于光斑边缘处, 在壳体吸收的激光功率密度超过1 000 W/cm²时, 壳体中应力大于材料的强度极限, 壳体均会发生软化.在存在内部燃气压力的情况下, 壳体应力会产生局部集中, 沿壳体环向表面通过光斑中心中轴线区域很有可能裂口;相比较无内压的壳体, 存在内压的壳体中的应力和产生的形变均大于无内压时的壳体.因此, 为达到相同的毁伤效果, 在存在内压的情况下, 可以适当的降低激光的辐照强度.     

强激光对燃烧室壳体的热-力毁伤研究

基于ANSYS有限元软件,按有无内压作用,分别对激光辐照下燃烧室壳体的温度场、热应力、应变与损伤进行了计算与分析.分析表明,壳体的温度场分布与光束的功率分布一致,光斑中心温度最高.壳体中应力最大值不在光斑中心,而是位于光斑边缘处,在壳体吸收的激光功率密度超过1 000W/cm2时,壳体中应力大于材料的强度极限,壳体均会发生软化.在存在内部燃气压力的情况下,壳体应力会产生局部集中,沿壳体环向表面通过光斑中心中轴线区域很有可能裂口;相比较无内压的壳体,存在内压的壳体中的应力和产生的形变均大于无内压时的壳体.因此,为达到相同的毁伤效果,在存在内压的情况下,可以适当的降低激光的辐照强度.     

LNG船用BOG再液化装置工艺流程模拟

文中运用工程模拟计算软件ASPEN PLUS对LNG船用蒸发气体(BOG)再液化装置工艺流程进行了较全面和深入的模拟计算.通过对模拟计算结果进行分析,得到用丙烯预冷的再液化工艺流程中的主要工艺设备运行参数:海水冷凝器冷凝温度、BOG压缩机出口压力、丙烯压缩机出口压力以及混合制冷剂压缩机出口压力对再液化效率和能耗有着不同...     

电容式RF MEMS开关自热效应的多物理场协同仿真北大核心CSCD

随着信号输入功率的升高,电容式RF MEMS开关会发生自热效应使膜片变形,引起开关气隙高度的改变,导致开关驱动电压漂移,严重影响其可靠性。由于自热效应的失效机理涉及到复杂的多物理场耦合,因此提出了“电磁-热-应力”的多物理场协同仿真方法描述其失效模式,并分析其失效机理。首先利用HF-SS软件建立开关的电磁仿真模型,得到不同输入功率下膜片的耗散功率;再以此作为热源,利用ePhysics软件建立开关的热仿真模型,得到膜片上的温度分布;然后将温度梯度作为载荷,利用ePhysics软件建立开关的应力仿真模型,得到开关的形变行为;最后,根据膜片形变所致的气隙高度变化,得到驱动电压漂移的失效预测模型。以一种具有矩形膜片结构的典型电容式RFMEMS开关为例,利用该方法得到：矩形膜片表面电流密度主要分布在膜片的长边的边缘;温度沿膜片长边逐渐降低,且膜片中心处温度最高、锚点处温度最低;膜片的热应力变形呈马鞍面形,且最大形变点发生在膜片长边的边缘处,仿真还得到0~5 W输入功率下膜片的最大形变量;并拟合出了0~5W输入功率下的开关驱动电压-输入功率漂移曲线,该曲线具有线性特征并与文献实测数据极为吻合,由此证明了该方法的有效性。     

涡旋压缩机经济器系统的数学模型研究与性能分析

文中对带经济器的涡旋压缩机热泵系统进行了研究;从实际工作过程出发,建立起压缩机的数学模型,进行了模拟仿真计算并以实际数据加以验证;最后对系统进行了动态特性分析。仿真结果表明:所建模型模拟计算值与实际值比较接近,两者变化趋势也基本一致。     

Study on the optical path difference of aero-optical window

To study the optical path difference (OPD) of optical widow in which light beams transmit under the aerodynamic thermal environment, a grid model is introduced. Based on it, the aero-optical effect of the side-mounted window is analyzed in detail combining the optical transmission theory and the numerical simulation method. Firstly, the temperature and stress of the window are simulated, and then the OPD is obtained through the refractive index. To demonstrate it, temperature field, deformation field and stress field of the window are calculated and analyzed. The influences of thermal shock and atmosphere pressure on the OPD are discussed.     

A Concise Method to Predict the Mean Dynamic Pressure on a Plunge Pool Slab

Hydrodynamic pressure exerted on a plunge pool slab by jet impingement is of high interest in high dam projects. The present study experimentally investigated the characteristics of pressure induced by a jet through a constant width flip bucket (CFB) and a slit flip bucket (SFB). A pressurized plane pipe was employed in the flume experiments to control the inlet velocities in the flip buckets. A concise method is proposed to predict the mean dynamic pressure field. Its implementation is summarized as follows: First, the position of the pressure field is determined by the trajectories of free jets, and to calculate its trajectories, an equation based on parabolic trajectory theory is used; second, the maximum mean dynamic pressure is obtained through dimensional analysis, and then the pressure field is established by applying the law of Gaussian distribution. Those steps are integrated into a concise computing procedure by using some easy-to-obtain parameters. Some key parameters, such as takeoff velocity coefficient, takeoff angle coefficient, and the parameter k2, are also investigated in this paper. The formulas of these coefficients are obtained by fitting the experimental data. Using the proposed method, the easy-to-obtain geometric parameters and initial hydraulic conditions can be used to calculate the maximum mean dynamic pressure on the slab. A comparison between experimental data and calculated results confirmed the practicability of this model. These research results provide a reference for hydraulic applications.