渦旋壓縮機(jī)通用幾何模型研究

摘要：本研究致力于渦旋壓縮機(jī)通用幾何模型的研究。研究的主要內(nèi)容包括：（1）建立漸開線發(fā)生角和渦旋圈數(shù)不受限制的渦旋盤盤面模型，建立內(nèi)部干涉段圓弧的幾何模型；（2）建立包含吸氣、壓縮和排氣完整三個過程的分段函數(shù)形式的容積計算模型；（3）建立包含吸氣、壓縮和排氣全過程的徑向泄入，徑向泄出，切向泄入和切向泄出泄漏線面積的分段函數(shù)形式的幾何模型，首次將吸氣和排氣與泄漏統(tǒng)一處理。

關(guān)鍵字：渦旋壓縮機(jī)幾何模型壓縮容積渦旋機(jī)構(gòu)早在20世紀(jì)初就由法國人Cruex提出，并于1905年在美國取得發(fā)明專利。但由于渦旋盤加工中需要嚴(yán)格的誤差要求，所以直到20世紀(jì)70年代制造工藝的提高才使得渦旋盤對的加工成為可能。此后，渦旋壓縮機(jī)由于其獨(dú)一無二的優(yōu)勢，例如：低噪音，低潤滑，高效以及高可靠性，得到了迅速發(fā)展。渦旋壓縮機(jī)的幾何模型是指渦旋壓縮機(jī)的渦旋盤盤面、壓縮容積和泄漏線面積等與渦旋盤轉(zhuǎn)角之間的數(shù)學(xué)關(guān)系。它直接影響渦旋壓縮機(jī)效率，是渦旋壓縮機(jī)可視化實現(xiàn)和建立渦旋壓縮機(jī)熱力學(xué)模擬的基礎(chǔ)。渦旋盤的線型主要包括圓的漸開線、多邊形漸開線和混合線型等形式?，F(xiàn)有渦旋壓縮機(jī)絕大多數(shù)采用圓漸開線的線型，本文亦基于此。渦旋壓縮機(jī)的線型直接影響到壓縮比和壓縮機(jī)的性能。國內(nèi)外的很多學(xué)者已經(jīng)在這一方面完成了大量優(yōu)秀的工作。由于外部渦旋盤盤面是簡單的圓的漸開線，比較簡單，所以對于壓縮盤線型的研究主要集中于內(nèi)部區(qū)域。部分學(xué)者研究了內(nèi)部線型的嚙合關(guān)系。大量的研究集中于PMP（PerfectMeshingProfile）的研究。實際上，對于未修正的內(nèi)部線型，刀具在切削漸開線時會與內(nèi)部的漸開線發(fā)生干涉。對于干涉圓弧的幾何表達(dá)未見公開發(fā)表，本文給出干涉圓弧以及外部內(nèi)外盤面的幾何表達(dá)，為渦旋盤的可視化實現(xiàn)提供依據(jù)。另一類對于渦旋壓縮機(jī)幾何模型的研究主要集中在壓縮機(jī)工作腔容積和泄漏面積與壓縮機(jī)轉(zhuǎn)角之間的幾何關(guān)系。日本學(xué)者M(jìn)orishita[1]和國內(nèi)學(xué)者李連生[2]等以2π為周期給出了渦旋壓縮機(jī)壓縮過程和排氣過程的工作腔容積的計算公式。這一幾何模型基于特殊的起始角情況（αi等于-αo）。Yanagisawa[3]、Hirano[4]和Halm[5]分別研究了吸氣、壓縮和排氣三個過程的統(tǒng)一表達(dá)。但這一模型的主要缺點(diǎn)同樣在于采用了特殊的起始角以及分別表述三個過程的工作腔容積。旅本隊研稠究已建穿立葛了奶渦街旋唇壓背縮蟻機(jī)恐更普為陡通申用爆的急壓丈縮顛腔砍容蜜積施和敲泄堡漏逃面炸積悟的誼幾撲何主模臂型蒸，菠其茂特創(chuàng)點(diǎn)早主戀要遲是薯：帶（壞1棚）戒建斥立例包自含草吸脈氣曉、音壓暮縮脆和盲排妄氣飯完答整紅三庭個規(guī)過蝕程嚴(yán)的抱容峰積跑的給分肆段剪函序數(shù)以形域式亮的姓計餓算佳模粉型折；槍（奪2析）禽建僅立舅包蹲含劇吸濾氣除、銀壓奏縮秤和桿排猴氣剛?cè)逻^罷程番的勤徑工向祖泄芳入累，螺徑科向廟泄轎出訪，筋切決向遼泄借入催和今切尤向誼泄今出刑泄勻漏問面鉆積奇的裂分繪段猜函期數(shù)枯幾飲何崖模縣型筒，咬同位時漢將受吸向氣小和零排仰氣漂過莊與療泄園漏棗統(tǒng)島一自處股理探。倡本玉文疾是廚渦摩旋蝦壓婆縮裙機(jī)培制任冷怒系悟統(tǒng)嗽特瑞性膀研南究篩的癥一濃部鑰分縮。嚼1蜂睬渦遮旋看壓霜縮罩機(jī)柔線足型獅的聞幾斧何對?；市徒馗笓?jù)禾漸眠開僅線搜的粥定鍋義溝，臭考會慮精渦燕旋供盤進(jìn)漸阿開孕線竹的供發(fā)挺生專角壤為圍α芳，挽則即渦敗旋鏡體塞壁雞面蠅上酸任疊意襲一剛點(diǎn)覺的爽座知標(biāo)奏為鏡：陣（逐1磁）猜圓蔥漸范開店線別渦冷旋啊型姥線擺的跪基探本低參瀉數(shù)獲如設(shè)圖肚1賊所走示柱。票當(dāng)映渦溉旋窩盤乒旋陪轉(zhuǎn)賭到道某各一改角凱度樣θ雅*曬時多，瑞中灑心季排瓣氣爆腔劉（率第哥一羽壓倘縮店腔棍）瓜與擊第恥二喊壓守縮懸腔恢連貓通嚴(yán)，摔壓櫻縮爸進(jìn)挖入胸排種氣孤階愧段早。鈴這釣一強(qiáng)角掙度喪稱晃為享開救始些排株氣姓角晨。惕開輝始恨排考?xì)饨K角抱的曉大邁小胖很迅大乓程指度倍上安影在響款著萍壓頃縮綿機(jī)會的牢壓醋縮波終竭了殿容送積昏，劉從漆而副影濫響梳著爭渦騙旋頭壓只縮吃機(jī)畢的籃內(nèi)禿容逐積臣比冊和馬內(nèi)局壓慘比薄。胞（拳2父）司由憂此楊可爐得段，魯不刑采婆用協(xié)型為線書修誕正么時繭，餓渦武旋控盤吹盤嫩面糟坐薯標(biāo)勸可腎表卵示夫為慮：什外加展販開葬線勵：鈔（非3有）津內(nèi)番展熱開脈線擱：肅（柴4街）護(hù)干眾涉獎圓鈔弧烏：揉（肅5吐）死其壺中壞：麻槽R玉為仁干倚涉市圓推弧迷半詞徑盞，詳；叨，樣為隱干渾涉騰圓展弧帽圓臘心渡坐哄標(biāo)萄，唇，國干瓜涉催圓扛弧袋與榨外挑展炒開施線鼻交逐點(diǎn)材，罰可璃由來下艘式悶求充得料：嘴2興沉壓狡縮群腔每容簡積林的富幾摔何謠模貧型窗漸小開哄線撤上刃任匪意份一要點(diǎn)歐轉(zhuǎn)負(fù)過指d蹈φ搖時離掃刊過熊的頂面盛積漲d序S大為和：累依漫此息可耳計假算碑起逆始糊角笨任臥意香，槍圈印數(shù)孤任繁意被的戰(zhàn)渦攤旋炸壓掙縮閥機(jī)箏的抄從軍吸之氣施到儲排耍氣促整待個局過謙程忙的臟容李積受計占算潔模綁型死。掠吸及氣茶腔終：錯（娛9察）蠻（娃1疲0涼）夜壓咬縮涌腔麻：瀉（書1輛1鈴）緣（洽1鋒2店）洪排確氣稻腔些：像（蛛1醋3漆）仙（討1凍4匪）鉆3襪椒泄枯漏棍面訓(xùn)積覆的首幾肌何度模警型則在河渦絲旋借壓甩縮血機(jī)登壓憑縮掙腔鵲中狗，論從約高癢壓旺區(qū)腔向蔥低夢壓鋪區(qū)兇的餡泄虜漏掠是撲通歸過專軸沃向襯間派隙爛和仙徑券向飽間陡隙枯發(fā)但生扇的慨，基相翠應(yīng)光的網(wǎng)泄欲漏悅稱暈為煌徑溪向竊泄批漏示和豐切兵向在泄炭漏尺。肅徑例向餐泄洽出街面路積禿結(jié)噴果炸如看表全1猛所白示逃。個表她1歐銜徑群向竄泄隊出攀面成積匆溪旋強(qiáng)轉(zhuǎn)讓角技(哭θ依)裁泄減漏績面宣積連0易～菠π匯π備～北2講π群2女π鑼～掏3富π畝3怖π渡～堡其巡他及泄轟漏網(wǎng)面闊積刃的園計頃算祖由喜于輕篇刊幅貞所陣限朵，夢不根再易贅增述存。花同稈時泄，端吸停氣腰和件排駕氣信過狀程勇分主別不可慣作震為右切愁向攤泄使出披和界切柔向補(bǔ)泄懷入前計龍算暴，聲從她而療減撤少歪計貌算老的捕復(fù)延雜央性材。剝4塞就結(jié)甩論哥本俗文此研艙究妄了劉適蘆合匯于惰以供圓安的優(yōu)漸叛開云線寨為緒線君型傾的挑渦逝旋犁壓誦縮孩機(jī)址通瀉用酸幾濫何回模尤型丹。陣建佩立鵝了異漸即開蠻線揀發(fā)裂生盆角賠和吸渦寺旋秒圈不數(shù)總不微受預(yù)限誦制休的蹲渦考旋控盤幣盤帳面泉，舅內(nèi)坡部柿干怪涉基段懶圓質(zhì)弧塊的若幾放何償模倉型觀；埋建處立謎了詢包附含鐘吸童氣攻、貫壓嗓縮陷和魯排鈴氣鍵完逆整財三舍個斃過用程勤的盲分睛段穩(wěn)函布數(shù)運(yùn)形稅式宏通贊用板壓僚縮辟腔觀計梨算弟模組型培；男建追立忘了列包民含滔吸隆氣帳、測壓徐縮皇和卵排旺氣繪全估過妙程裳的繩徑鑰向下泄棉入才，蜻徑哥向艦泄演出矛，訪切壓向弄泄甚入永和乒切錦向篩泄疼出溜泄子漏候線舅長照度唯的占幾厭何育模模型模，榮首扣次毛將瀉吸伙氣店預(yù)速壓栽縮勸、師壓關(guān)縮朱過館程廚泄戀漏僵、特排屠氣溜過安壓肝縮之和爬容碼積茂系舞數(shù)鋸計破算賢統(tǒng)未一末處煮理董。看參袍考挺文妙獻(xiàn)泡[南1陷]霞丟M帶o訓(xùn)r巾i韻s譯h判i主t護(hù)a杯,繳慣E僅.撿,扎舒S策u恰g章i危h御a毫r治a悔,番霧M灑.否抄S輛c璃r顯o衰l鞠l滲某c粥o謊m刮p厘r訴e或s握s烘o持r缸浙a挑n濱a佛l花y坦t魄i紗c薯a濱l濾瞞m騎o身d續(xù)e獲l撓.耀避P屆r旱o夢c鄉(xiāng).管o嘆f什鵲t讀h罵e紫漿i紡n積t桐e百r窮.奧浪C票o痰m煎p跳r理e超s佩s膏o量r芹朽E董n厭g泡i黎n勾e石e棉r(nóng)商i偏n弊g鍛拒C猾o燈n浙f誼.飯舅a勇t牲微P固u捆r法d騾u星e環(huán),思隨1烘9山9膛2術(shù).棄[保2渴]耽稼李費(fèi)連答生蹄.極渦瞞旋皮壓思縮哲機(jī)缸.鋸蜜北旬京屈:扎賽機(jī)普械領(lǐng)工擴(kuò)業(yè)瘡出仆版束社朝,祥棒1境9請9欠8姜.咱[甲3讀]拌劫T谷.憂沙Y閉a誠n抖a苗g桂i染s畜a餓w彩a華,處玻M誰.絡(luò)娘C壁h慕e鴉n選g觀,覽率M乖.揚(yáng)趁F腎u咬k流u超t合a唯,物孤T邪.騾險S怪h下i稼m蠢i笑z虧u搏.骨拒O權(quán)p勇t膝i盜m終u重m歉準(zhǔn)o籠p孟r耳a劈t準(zhǔn)i杯n冠g派p作r衰e恭s燒s紛u素r報e前波r定a瀉t炕i朽o遭意f酬o枕r騎半s慈c女r暮o炊l梁l忠理c覆o凱m削p僻r尊e性s販s亞o活r塑.悠然P蹄r材o胡c壁.澇滋o吳f社表t距h裂e桌竭i鴉n惜t碧e賓r晴.澆譯C映o汪m跌p捧r狹e幻s崗s涉o襲r挑E航n教g磚i條n蘆e攝e鍋r理i唱n旗g今渴C膛o暫n反f燃.不史a巧t未捏P延u惡r決d務(wù)u紅e兄,傭容1詠9煮9沈0臣.保[虜4撤]團(tuán)據(jù)T窩.斯釘H扣i謎r宗a系n饅o求沈e酒t周鈔a聲l繞.但先D貫e革v屬e名l欠o狀p欺m拿e細(xì)n斑t衡屠o隆f拉最h著i尺g躲h凝蛛e逮f可f麻i窯c秘i憂e促n方c各y率朋s鋒c順r私o絹l添l游c混o貓m謀p斗r路e蠻s嶼s友o襖r養(yǎng)s廈眼f統(tǒng)o卻r敵物a屠i沸r奴諷c域o磁n落d比i糞t待i何o摔n巾e忌r閑s奴.俗帳P間r信o轉(zhuǎn)c勇.全關(guān)o穩(wěn)f經(jīng)活t古h潔e辭繡i嚷n遲t筋e蛙r舉.暫助C丘o區(qū)m桿p閃r敵e爪s及s軋o砌r目顧E揀n栗g旱i扭n誓e并e盈r槽i慎n春g揭C撞o凡n而f趙.誦肝a辮t省斧P跟u組r丘d科u盆e性,灑邊1幼9生8岸8級.富[喚5裙]螞誓Y知.輕療C夜h尤e制n姑,新漫N申.白P糞.資田H農(nóng)a借l椒m蛾,腳毀E猛.辭A迫.恭免G忍r蔥o位l蛙l影,篇散J剝.混E映.含B鋒r元a兩u詢n悅.厚畜M酷a雖t母h憐e翼m礙a沖t喇i蠶c候a歲l涌遍m盜o四d話e徹l惑i嘆n易g框露o捏f撞憶s布c丑r掌o莫l指l妻見c服o彩m召