论文部分内容阅读
随着中国的城市化进程的提高和人们生活水平的提高,以压缩机为主要功能部件的家用及商用的冰箱空调的数量逐年增加,其对能源的依赖程度也越来越高。双螺杆压缩机是压缩机行业中最常见的一种,其有操作简单、结构紧凑、可靠性高和方便后期维护等优点,广泛应用在工业生产及生活的各个环节。双螺杆压缩机的工作部件主要是一对相互啮合的阴阳转子,阴阳转子型线是影响压缩机性能主要因素。我国在该领域的研究落后于国外,因此对阴阳转子型线的研究具有很重要的意义。本文研究了双螺杆压缩机工作的基本原理及相应的特性参数,例如啮合线、泄漏三角形等,并总结了这些参数对压缩机整体性能的影响。转子型线是决定压缩机性能的核心要素,且转子型线的设计和研究非常复杂,每种型线的开发都要经过设计、理论验证、修改以及实验等多个过程。本文结合曲线理论对转子型线参数化设计进行了深入研究,并对正向和反向设计方法进行了研究。正向设计方法是通过先定义好的一条转子型线,运用曲线共轭理论反求出另外一条型线的设计方法;反向设计方法又称为逆向设计方法,该方法首先要根据相关性能参数来定义啮合线,再运用空间啮合理论求出阴阳转子型线,该方法能够提前确定特定性能参数,降低了正向设计方法中的不确定性,从而可以提高转子型线的设计效率。此外本文总结了国内外典型的转子型线的齿曲线分段特点,提出了转子型线新的分段方法,为传统正向设计方法提供了相应参考。本文结合了前面的研究的转子型线的正反向设计相应理论知识,将该型线理论编译在软件系统中,运用VC++中的OpenGL图形显示模块以及MFC模块开发出了正反向转子型线设计系统。本文结合正向设计理论,基于一些典型型线的特点对单边不对称摆线-销齿圆弧式型线做出了改进,结合Atlas-X型线的齿高半径大以及齿间面积大等,在齿曲线类型中引入了NURBS曲线,提高了转子型线的可调性及适应性。并运用正反向转子型线设计系统设计出新型线,运用UG建模软件对其转子和流场进行三维建模。然后运用流体分析软件Fluent分析了单边不对称摆线-销齿圆弧式转子流场、日立转子流场以及新型转子流场,得出了相关的性能参数,并进行了对比,成功的证明了优化的结果。此外运用UG软件中的高级仿真模块对三组阴阳转子进行了静力学分析,从而验证了优化的可行性。