Дизайн и численное моделирование профиля ротора компрессора Prism

Дизайн и численное моделирование профиля ротора широкоугольного компрессора ротора проводили Чжан Чжаохе (Харбинский технологический институт (Weihai, Shandong Weihai 264209) Метод отбора. Для проектирования прототипа тестирования Prismatic Compressor, CFD). Анализ был принят.

1 Обзор призматического компрессора в качестве нового роторного объемного компрессора с независимыми правами интеллектуальной собственности (номер патента изобретения: ZL200610042114.8) по сравнению с текущим винтовым компрессором с рыночными преимуществами, он имеет простую обработку ротора и меньший проход утечки. (Нет треугольника утечки, гибкая конструкция впускных и выхлопных портов, низкие требования к выбору подшипника, низкая рабочая скорость, низкая стоимость производства, высокая эффективность работы и т. Д.)

Призматический компрессор имеет широкий спектр применений, и он в основном применим к случаю винтового компрессора. Применение технологии призматического компрессора на основе существующей промышленной технологии может максимизировать наследование существующей технологии винтового компрессора, такой как выбор и конструкция профиля ротора призматического компрессора, а также использование призматического компрессора Полем Выбор и конструкция подшипников, уплотнений вала, синхронных зубчатых колес и машинных конструкций могут полностью использовать технические достижения существующих винтовых компрессоров. Это продвижение призматических компрессоров и принцип работы призматических компрессоров. Был разработан двусторонний симметричный дугообразный профиль ротора, и были разработаны основные компоненты тестового прототипа. Затем было проведено численное моделирование на основе CFD в процессе сжатия.

2 Конструкция профиля ротора В призматическом компрессоре конструкция профиля ротора является ключевой задачей в конструкции всего призматического компрессора. В соответствии с законом сетки, соотношение числа типов гребня на мужских и женских роторах призматического компрессора к количеству канавок вогнутого типа равна соотношению диаметра или радиуса круга шага анод и катод, а анод и катод обычно предпочтительны. Соотношение количества типов ребра к количеству граней типа канавки составляет 2/2, 2/3, 3/3, 3/4 и т. Д., чтобы быть полученным максимально возможным соотношением давления.

Подобно винтовому компрессору, профиль ротора призматического компрессора имеет как симметричную линию, так и асимметричную линию, а также одностороннюю линию и двухсторонний тип. Для винтового компрессора различные асимметричные линии предназначены для минимизации влияния треугольника утечки на утечку и энергопотребление всей машины, но для призматического компрессора, поскольку он не существует в структуре, это протекает треугольник Таким образом, простая двусторонняя симметричная линия может быть использована как можно больше, что позволяет избежать резкой концентрации точки и напряжения на линии типа ротора и обеспечивает проектирование, производство и отладку призматического компрессора. В этой статье двусторонняя симметричная круглая дуговая линия принимается в качестве примера для иллюстрации процесса проектирования профиля ротора призматического компрессора комбинированной схемы ротора с соотношением числа профилей, составляющих 2/3.

Двухсимметричная круглая дуга линия женского ротора с типом канавки 3 показана, а радиус круга шага-RA. Двутерно -симметричная круговая дуга мужского ротора с количеством хребтов составляет 2, а круг тона показан. Радиус - это RIT, а количество синхронных зубьев передач, соединенных с положительными и отрицательными валами ротора, составляет ZI и Z2 соответственно. Передаточное число передач на середине и роторов инь и ян и их соответствующие отношения показаны в таблице 1.

AB, EF, HI и LM являются центром дуги соответствующего шага ротора, и радиус сегмента дуги, радиус дуги отличается от конструкции винтового компрессора, независимо от его влияния треугольника утечки.

Сегмент CD и сегмент K являются круглыми дугами сегментами Radius R, где верхняя часть сегмента k дуги на мужском роторе завершена внешним кругом, имеющим диаметр 2rit+2r-A или 2ra+2r. Эффект резки, преимущество этого: (1 может образовывать уплотнение лица между мужским ротором и стенкой внутренней полости; сжатие Q может в конечном итоге получить меньший объем зазора; (3 по регулировке размера может сделать корпус Женский и мужской ротор. Внутренние диаметры внутренних камер равны, так что распределение напряжений и рассеяние тепла корпуса являются более однородными, а также облегчается формование и обработка корпуса.

Таблица 1 Инь и ян ротор двусторонний симметричный круглый дуг, состав, кривая зуб, ротор, ротор ян, ротор, циклоидная точка, точка циклоидной дуги, точка циклоидной точки Циклоидной точки. Уравнение вышеуказанного дуги, очевидно, легче определить. Сегменты BC, DE,, I и KL - это сегменты маятника. Результатами вывода уравнения циклоида являются значения центра и диапазон значений, которые все еще определяются геометрическими отношениями на графике в соответствии с соотношением преобразования координат и условиями оболочки.

На основании определения профиля ротора профиль ротора растягивается в направлении оси ротора, чтобы сформировать профиль или ребристый профиль, который параллельно осевым направлениям женских и мужских роторов, тем самым завершая мужские и женские роторы. Форма основной части, как показано.

Существенное различие между ротором в призматическом компрессоре и ротором в винтовом компрессоре можно увидеть на рисунке.

В то же время, основываясь на определении профиля ротора, в соответствии с уравнением кривой зуба ротора инь и ян в сочетании с фактическими структурными размерами ротора и цилиндром ~ и начальным положением выхлопное отверстие, зубы ротора инь и ян могут быть получены аналитическим методом. Площадь между площадью и концом сжатия, такая как AM, 42 и 43. Согласно эффективной рабочей длине L yin и ян-ротора, может быть получена меж зубчатая объем V, фактически участвуя в ударе сжатия, То есть, если сжатый газ идеально подходит для газа, можно аппроксимировать внутреннее соотношение давления призма, то есть соотношение в скобках-это внутреннее объемное соотношение компрессора Prism, а M-индекс многопроцессов , который можно выбрать, ссылаясь на эмпирические данные винтового компрессора.

Журнальная часть за пределами корпуса ротора разработана в соответствии с методом проектирования обычного вала. Подобно принципу конструкции ротора винтового компрессора, ротор призматического компрессора также разделен на интегральный тип и комбинированный тип. Он также может принять внутреннюю структуру охлаждения, уплотнение зуба или герметизирующее ребро. Кроме того, поскольку два ротора призматического компрессора поворачиваются синхронными зубчаты -Виньевированный винтовой компрессор. В этой статье материал ротора прототипа изготовлен из обычной средней углеродистой стали.

3 Другие основные компоненты Дизайн и выбор 3.1 Тело является одним из основных компонентов призматического компрессора. Это носитель для ротора компрессора, подшипника, уплотнения вала, синхронной передачи и других компонентов. Подобно винтовому компрессору, он также состоит из цилиндрической части средней части и конечной крышки обоих концов. Боковая конечная крышка может быть интегрирована с корпусом цилиндра в соответствии с фактической ситуацией или может быть изготовлена ​​отдельно.

Поскольку впускные и выхлопные порты компрессора Prism более гибки, чем винтовой компрессор, впускные и выхлопные порты могут быть спроектированы как радиальное всасывание, либо выхлоп, или могут быть спроектированы для осевого всасывания и выхлопных газов. Кроме того, цилиндр призматического компрессора также может быть спроектирован как одностенная структура или структура с двойной стенкой по мере необходимости. Кроме того, материал для тела призматического компрессора также может быть выбран из различных материалов, таких как обычный серо -чугун, пластичный железо, литая сталь, сплавная сталь или нержавеющая сталь.

Тестовый прототип, участвующий в этой статье, принимает структурную форму, в которой одна конечная крышка и цилиндр являются неотъемлемой частью, а входные и выхлопные порты разработаны как радиальное всасывание и структура выхлопных газов, корпус цилиндра представляет собой однослойную структуру стенки, и материал изготовлен из пластичного железа.

3.2 подшипник также является одним из ключевых компонентов призматического компрессора. Подобно винтовому компрессору, подшипник, используемый в призматическом компрессоре, также делится на два типа: подшипник с холмистом и скольжение. В призматическом компрессоре, не имеющем большого масштаба, обычно используется подшипник. Полем Однако, поскольку профили ротора мужского и женского ротора призматического компрессора являются прямыми поверхностями фланга, во время вращения не генерируется осевая сила, так что можно выбрать только диаметр шестерни и осевого всасывания и давления выхлопных газов. Радиальный подшипник Xiangli уменьшает количество подшипников по сравнению с винтовыми компрессорами; А поскольку скорость компрессора Prism ниже, его можно заменить домашними подшипниками вместо импортных подшипников. Подшипники заменяют подшипники с высокой определенной задачей.

Тестовый прототип этой статьи используется только в 4 внутри страны, образовавшихся подшипникам углового контакта P5.

3.3 Принцип выбора уплотнения вала компрессора уплотнения вала похож на принцип винтового компрессора. Для бесфыматических призматических компрессоров доступны уплотнения графитового кольца, уплотнения лабиринтного вала или механические уплотнения вала; Для компрессоров масляной реактивной струи можно приложить определенное давление между секцией корпуса ротора и подшипниками, герметизируемое масло запечатано. В сечении внешнего вала ротора можно использовать простое уплотнение для губ, или может использоваться механическое уплотнение с масляной смазкой. Кроме того, для призматического компрессора уплотнение вала может быть выбран без различия между концом впуска и выхлопным концом.

Тестовый прототип этой бумаги разрабатывает уплотнение масляного уплотнения между секцией корпуса ротора и подшипником, а уплотнение губ используется во внешнем валу ротора.

3.4 Синхронные зубчатые колеса, потому что количество зубьев сетки на роторе призматического компрессора невелико, как компрессор нефтяной реактивной реакции, так и плотный компрессор призмы должен реализовать синхронное вращение группы ротора с помощью синхронной передачи, поэтому синхронная передача также является передачей, так что синхронная передача также является передачей, так что синхронная передача также является передачей, поэтому синхронная передача также является передачей, поэтому синхронная передача также Призма. Основные компоненты компрессора стержня.

Аналогично другими машинами сжатия с синхронными механизмами передачи, чтобы обеспечить точность сетки ротора, уровень точности синхронного передачи призматического компрессора также имеет более высокие требования и должен быть выше 6 точностью. Кроме того, чтобы предотвратить осевое смещение передачи, правильная зависимость ротора сетки разрушается, и в то же время, чтобы обеспечить установку и регулировку во время сборки, синхронная передача является более надежной со шпорой механизм. Тестовый прототип этой статьи разработан с помощью пары шестерни, в которых синхронизирующая шестерна, подключенная к женскому ротору, разработана как регулируемая структура.

4 Численное моделирование процесса сжатия, чтобы выяснить, может ли прототип тестирования призматического компрессора, завершенным в соответствии с вышеуказанной идеей проектирования, реализовать процесс внутреннего сжатия, динамическое моделирование процесса сжатия выполняется с использованием программного обеспечения для анализа CFD с использованием динамической сетки Технология для упрощенной модели тестового прототипа.

Динамическое численное моделирование Результаты распределения давления в камере сжатия прототипа испытаний при различных скоростях вращения показаны, где Q и распределение давления в камере сжатия составляют 1200R/мин и 3000R/мин соответственно, а единица давления - PA PA . См. На рисунке давление газа в объеме между зубами, связанным с процессом сжатия увеличивается с увеличением скорости вращения. Это значительно увеличилось.

Вышеуказанные результаты численного моделирования, с одной стороны, отражают, что призматический компрессор может достичь сильного процесса внутреннего сжатия, а с другой стороны, он отражает, что увеличение скорости вращения может улучшить эффект уплотнения скорости, что согласуется с фактическим Ситуация с большинством оборудования для сжатия типа зазора. Полем

5 Заключение Приняв двусторонний профиль симметричного дугового ротора в качестве примера, конструкция профиля ротора прототипа тестирования призматического компрессора завершена, и результаты вывода двусторонней симметричной круглой дугообразной линии уравнения линии линии линии линии сжатие вводится. Методы проектирования и отбора для других основных компонентов прототипа тестирования машины. Используя программное обеспечение для анализа CFD, динамическая модель процесса сжатия была выполнена с использованием метода динамической сетки для упрощенной модели тестового прототипа. Результаты показывают, что локальное мгновенное давление получается в объеме между зубьями, участвующим в процессе сжатия, подтверждая призматический компрессор. Сильный процесс внутреннего сжатия может быть достигнут.