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[SIMPACK] 双螺杆压缩机背景知识及CFD应用

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发表于 2017-8-4 11:27:08 | 显示全部楼层 |阅读模式 来自 陕西
螺杆压缩机概述双螺杆压缩机一般由一对阴阳转子、机体轴承和轴封等零部件组成特点优点:可靠性高,操作维修方便,动力平衡性好,适应性强,多相混输缺点:造价高,不能用于高压场合(不超过4.5MPa),不能制成微型应用领域广泛应用于矿山、化工、动力、冶金、建筑、机械、制冷等工业部门,统计数据表明,螺杆压缩机的销售量已占所有容积式压缩机销售量的80%以上螺杆压缩机的分类

所谓“无油”,指的是气体在被压缩过程中,完全不与油接触,即压缩机的压缩腔或转子之间没有油润滑。但压缩机中的轴承、齿轮等零部件,仍是用普通润滑方式进行润滑的,只是在这些润滑部位和压缩腔之间,采取了有效的隔离轴封。
在喷油螺杆压缩机中,大量的润滑油被喷人所压缩的气体介质中,起着润滑、密封、冷却和降低噪声的作用。喷油机器中不设同步齿轮,一对转子就象一对齿轮一样,由阳转子直接带动阴转子旋转。所以,喷油机器的结构更为简单。
螺杆压缩机工作原理
1进气过程
齿间基元容积随转子旋转逐步扩大,并和进气口连通,当旋转到一定角度后,齿间基圆容积超过进气口位置后,与近期孔口断开,进气结束。
2压缩过程
啮合面逐渐向排气端移动,啮合面与排气口之间的齿沟空间渐渐减小,齿沟内气体被压缩,压力提高。
3排气过程
啮合端面与排气孔口相通,压缩气体被排出,直至排气端口被封闭。

螺杆压缩机技术关注点
1. 转子型线及齿形的研究
2. 喷油过程对压缩机泄露、换热和摩擦方面的影响
3.热力学过程的研究
4. 空化性能的研究
5. 转子振动与噪声的研究
CFD技术关注点
1. 阴阳转子间极小的啮合间隙
2. 需建立高质量的初始网格
3. 转子区域为大变形区域需要设置动网格
4. 需同时考虑流体动力学、热力学甚至于空化
5. 需要考虑流致振动
6. 喷油过程需要考虑气液两相

SCORG&PumpLinx解决方案


SCORG软件技术特征
1几何模型分析 · 型线编辑· 进出流设计道及吸入排出面积随旋转角变化特性分析· 工作腔二维面积和三维容积随旋转角度变化分析
2热力学模型计算 · 准一维公式· 气体压力,温度预测· 泄露、效率、功率等参数特性预测· CFD边界条件设置
3螺杆机械的3D网格生成 · 转子区域网格变形· 进出端口网格生成· 可以与PumpLinx无缝集成

PumpLinx解决优势
1双螺杆泵/压缩机模板 · 设置转子区域动网格· 计算模型参数· 设置边界条件· 合理的后处理输出2可压缩、换热 · 预测压力、流量、效率等· 预测热力学性能
3请输入标题 · 频谱图帮助分析振动和噪声· 动画、迹线、云图、速度矢量总结
SCORG可自动生成双螺杆区域的结构网格,可考虑微米级别的啮合间隙,与PumpLinx无缝集成。
PumpLinx可自动设置双螺杆压缩机转子区域的动网格,降低动网格设置难度。
PumpLinx求解器稳定、快速,收敛稳定佳。
计算结果可输出至结构或噪声软件进行进一步的耦合分析。
PumpLinx VOF技术关键点
· 严格遵守质量守恒· 不可压缩项体积守恒
· 可考虑任意项的可压/不可压特性
· 可选择隐式和显示时间格式
· 高分辨率的交互面捕捉方法
· 表面张力模型· 壁面接触模型
· 适用与有明显气液边界的两相流问题(齿轮箱润滑、液环泵、搅拌器、溃坝、泵的自吸……)


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