滑片式压缩机具有结构紧凑、转速低、运行平稳、可长时间连续工作等优点,被广泛应用于真空泵、小型空气压缩装置和小型空调制冷设备中。然而,滑片式压缩机的压比不高,且滑片与气缸、转子间会产生较大的机械摩擦,造成能量损失,严重影响其效率和寿命。同步回转式压缩机方案采用随转子同步转动的动气缸来解决摩擦磨损问题,但该设计只有一块滑板,且其进出口的布置较为复杂,导致腔室内气流脉动大、工作效能较低。本文围绕以气缸同步转动来消除滑片端部与气缸间摩擦磨损的思路设计的一种气缸随转子转动的滑片式压缩机展开研究,主要研究工作内容和成果如下:建立气缸随转滑片式压缩机性能与几何参数关联理论。在完成压缩机几何理论设计的基础上对其建立了三维CFD模型,并运用动网格技术,通过编写UDF程序来实现网格运动以完成该动态过程的仿真。对动气缸结构进行摩擦损失估算并与传统滑片式压缩机进行比较,表明动气缸结构可大大降低气缸与滑片间的摩擦和磨损。对所设计的压缩机轴向水滴形/圆形出口给出了中心角θ_o和覆盖面角度Δθ_o分别为#1:-28°/45°;#2:-28°/30°;#3:-28°/15°;#4:-23°/30°;#5:-18°/30°的五个方案进行CFD仿真,通过内部流动状况分析研究其出口形态对压力、温度、质量流率等参数以及压缩机性能的影响。结果表明:在给定压比下,出口覆盖角Δθ_o和出口位置角θ_o对压缩及排气过程和状态有很大影响。适当的出口覆盖角Δθ_o可减缓出口处漩涡作用,使排气过程更流畅;将出口位置适当后移可提高靠近出口处腔室的压力,即提高潜在的压比值,但出口流量则会减小。研究了滑片数对压缩性能的影响,对采用2、4和8块滑片的三个方案进行了CFD动态仿真。分析对比各滑片数下压缩机内部流场及泄漏情况,并采用出口质量流量、特殊点压力及流量-压比特性曲线对其进行量化分析。表明减少滑片数可大幅提高压缩机理论设计压比,但也会加剧泄漏和脉动幅度;4滑片方案具有最佳的压缩性能,即具有较平缓的出口质量流量脉动幅度和较宽的压比以及内部泄漏量控制。