三葉扭葉羅茨鼓風(fēng)機(jī)內(nèi)部流場的數(shù)值模擬.pdf

1、羅茨鼓風(fēng)機(jī)是典型的容積式的回轉(zhuǎn)壓縮機(jī)械。由于其結(jié)構(gòu)簡單,廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)的各個領(lǐng)域,隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展,市場對羅茨鼓風(fēng)機(jī)的性能提出了更高的要求,因此如何進(jìn)一步提高羅茨鼓風(fēng)機(jī)的性能對加快羅茨鼓風(fēng)機(jī)的發(fā)展有非常重要的意義。為了進(jìn)一步改善羅茨鼓風(fēng)機(jī)的性能,本論文采用三葉扭葉羅茨鼓風(fēng)機(jī)為研究對象,基于流體力學(xué)的FLUENT軟件,對三葉扭葉羅茨鼓風(fēng)機(jī)內(nèi)部流場進(jìn)行了數(shù)值模擬,研究結(jié)果對羅茨鼓風(fēng)機(jī)的設(shè)計和優(yōu)化改型提供有價值的參考。
　　本論文

2、研究的主要內(nèi)容為:三葉扭葉轉(zhuǎn)子羅茨鼓風(fēng)機(jī)圓弧型端面型線和進(jìn)出口為圓型的機(jī)殼結(jié)構(gòu)設(shè)計;三葉圓弧型扭葉轉(zhuǎn)子羅茨鼓風(fēng)機(jī)的內(nèi)部流場氣流脈動分析;三葉圓弧型扭葉轉(zhuǎn)子羅茨鼓風(fēng)機(jī)內(nèi)部流場的數(shù)值分析方法;三葉圓弧型直葉轉(zhuǎn)子與三葉圓弧型扭葉轉(zhuǎn)子對羅茨鼓風(fēng)機(jī)性能影響的研究。本論文取得的主要研究結(jié)果如下:
　　1.以三葉外圓弧加包絡(luò)線型羅茨鼓風(fēng)機(jī)為研究對象,通過 PROE三維繪圖軟件,對羅茨鼓風(fēng)機(jī)的外圓弧加包絡(luò)線型端面型線和截面螺旋線進(jìn)行參數(shù)化建模,這

3、樣建立三葉扭葉轉(zhuǎn)子的三維模型,然后建立機(jī)殼的三維模型,最后生成扭葉羅茨鼓風(fēng)機(jī)的三維計算模型。葉輪作為羅茨鼓風(fēng)機(jī)的關(guān)鍵部件,轉(zhuǎn)子間的嚙合間隙非常重要,需要通過PROE的仿真模塊對扭葉轉(zhuǎn)子進(jìn)行干涉性檢驗,無干涉可提高數(shù)值分析模塊的準(zhǔn)確性。
　　2.以CFD軟件FLUENT和網(wǎng)格劃分GAMBIT為工具,采用RNG k-ε湍流模型和PISO算法,使用耦合隱式求解器,壓力采用二階精度的PRESTO﹗算法,邊界采用壓力進(jìn)出口邊界,對三葉扭葉羅

4、茨鼓風(fēng)機(jī)的內(nèi)部流場進(jìn)行了可壓縮非定常的三維數(shù)值模擬分析。結(jié)果表明:基于動網(wǎng)格技術(shù)的三葉扭葉羅茨鼓風(fēng)機(jī)的內(nèi)部流場模擬能真實(shí)直觀的反應(yīng)內(nèi)部流場的流動狀態(tài),能較真實(shí)的反映三葉扭葉羅茨鼓風(fēng)機(jī)內(nèi)部流動的分布和氣流脈動的特征規(guī)律,為進(jìn)一步降低羅茨鼓風(fēng)機(jī)的氣體性噪聲提供了有價值的參考。
　　3.為了探討扭葉轉(zhuǎn)子對羅茨鼓風(fēng)機(jī)性能的影響,選取相同工況的三葉直葉圓弧形轉(zhuǎn)子羅茨鼓風(fēng)機(jī)和三葉扭葉圓弧形轉(zhuǎn)子羅茨鼓風(fēng)機(jī)為研究對象,采用理論分析和數(shù)值分析相結(jié)合