渦旋式膨脹機軸向間隙分析及結構優(yōu)化.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、隨著能源危機的出現(xiàn),人們越來越關心低品位能源的使用及能源利用率問題,越來越重視回收廢氣中的能量,渦旋式膨脹機是低品位能源利用及余熱回收的有效機械,但渦旋式膨脹機內部泄漏產生的內部功率損耗較大,使其效率較低。本文針對降低膨脹機效率的內部泄漏問題進行分析研究,以減小泄漏間隙為出發(fā)點,對渦旋式膨脹機工作過程原理、產生軸向間隙的原因及優(yōu)化措施進行分析計算、設計建模及仿真研究。
  本文研究分析了渦旋式膨脹機的基本工作原理,計算得到傳統(tǒng)固定

2、基圓漸開線渦旋型線方程、各膨脹腔容積方程,并使用MATLAB軟件對其變化過程進行仿真,更直觀地體現(xiàn)出各膨脹腔的容積變化規(guī)律。運用FLUENT軟件,模擬分析了渦旋式膨脹機工作過程中不同工作階段時,各膨脹腔內氣體壓力的變化狀態(tài)。
  在此基礎上,對渦旋式膨脹機內部泄漏問題進行研究,得出動渦盤旋轉一周內,所受軸向氣體力隨主軸轉角變化而變化,當吸氣結束時,軸向氣體力最大。對泄漏量分析計算,得到泄漏量與泄漏間隙的數(shù)學模型。運用ANSYS軟件

3、對溫度場、氣體力引起的靜渦盤變形進行分析,得到溫度場使渦旋盤產生的變形遠大于氣體力產生的變形,且主要為軸向變形,該變形導致軸向間隙及徑向泄漏量增加。
  根據(jù)渦旋式膨脹機工作特點,提出靜渦盤軸向浮動技術,用于軸向間隙補償,經設計分析,得出軸向浮動機構,完成各零部件及裝配體的優(yōu)化建模。分別對浮動機構應用前后靜渦盤變形進行分析對比,得出該機構應用后總變形量、軸向變形量均有所減小。
  將變半徑基圓漸開線應用于渦旋式膨脹機渦盤,對

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