涡旋压缩机设计理论

涡旋压缩机设计理论

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国鬓外技术毛

…

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,

.

,

J

I

涡旋式压缩机的几何理论(日)森下悦生等1.

前,

言涡旋压缩机由于效率高和运转平,

近年来应用。〔’一,’

稳而受到人们的重视

在我国陆续得到了实际。

祸旋压缩机最早由 C r二 x发明并于

1 9 0 5年在美国取得了专利“’

到了七十年代,

,

美国

AD L

进行了广泛的研究

指出了涡旋压

缩机的关键在于建立自我补偿摩擦损失这种密封装置。

关于涡旋压缩机的理论分析已经包括在作

者的几份报告中

,仁’一,’

这里详细介绍了过去未。

口

曾发表过的涡旋压缩机几何理论的推导过程机的主要参数,

从圆的渐开线几何特性和已知的涡旋压缩可以算出与回转角对应的压缩。

腔容积变化及形成容积比力升高而产生的气体载荷压缩机的理论排气流速、

假设涡旋压缩机的,

压缩过程为绝热和多变过程,

则可得到随着压、

图1

多角形渐开线

并且可以算出涡旋压缩

渐开线的重心。

部分的间隙长度

。

最后本文研究了由于形成容

积比一定而造成的驱动功率变化情况 2.

渐

开。

线、

构成涡旋压缩机涡旋体的曲线可以采用正多角形的渐开线图 1表示线段。

正三角形,

、

正方形以及圆的渐开线

正多角形的渐开线如圆的渐、

图 l所示化的曲线中,

,

是一条用圆弧连接的曲线

开线是一条用无限少的圆弧连接。

曲率连续变

在以图 2中的渐开角必作为参数的座标系圆的渐开线可表示为:

贾 (外呛呛呼p尹夕下 )气 p一‘ c

+

s‘ n

(1 )图21.

J

=

a

8李 n

一

c 0 8

尸

通常将图 2中半径为一38

。

渐开线的表示式2.

的圆称为渐开线的基圆

没生经;

墓圈;

3

.

渐开线

一

涡旋压缩机设计理论

(b

as e

e,

i r。 le

)

。

又

用必作参数,:

根据扩

r,

,=扩+ y

的;关 (2 )

内子一了心业遴方向 3

系

,

( 1 )式可写成r

,

、

二

“

杯x,

1+ y.

了卜 (固定 )

在图

2

中

,

点 (一V d一 XJ

)的切线斜率是:‘‘

dy一X止妙 d一苗一

一

匕口

p

于

(3 )

它总是垂直于发生线,图 3的座标系中

。

由于涡旋压缩机的涡旋体有一定宽度

,

在,

/

//

产

J

闷于一了少回耘方向闪于一了玲6

如果以 a作为基圆上的渐开:

州

卜。孰胁 7

线初始角

,

则涡旋体的座标为x。

图4a

圆的

渐开线的创成,..

=

a

y。二 .x

i二

a a

。s n。 )十价 i (必一。 )!。, ls in (必一 a )一协。c o s (价一 a )},毋}e o s不十口 )+必 5 1” (必‘ o ) !

le o

s

。 (岭一

1 4

.

.

圆盘中心的轨迹; 3四盘平移方向;刀具 (固定 ); 5圆盘回转方向; 6圆盘; 72.

基圆;

.

、

y i=

ls in (价

斗 a

)一价 e o

s

(必‘

,

a

){

刀具轨迹

a

:

基褪闪半侄满卷数写又夕口一沙夕口一斥一

卜二久夕口一少高台

Npta

::

已

少

千

:久

:

壁厚了夕米少二一卜始点角

图3二、

宽度一定的渐开线、

图a

5

涡旋压缩机的几何参数

=

a

笼s

co s

(必

+。)++ a一

功

* s

ins

(功;

*

+

)}

y *=x。

a

=

aa

)功 )蛋}‘,{ (必 c o s一 s n一奋 (功 a )+娇 i (功 a )川in、i eo。。。

(功+ a (必。

、

涡旋数

N+a

十Pt

基圆半径涡旋体节距涡旋体壁厚涡旋体高度

y=。

{

s in

(必

。

一 a

)

一

必

。e

o s

一 a

)蛋

/

(=

2,

a

) )

图

3

所示的渐开线根据其几何特性可以很。‘〔。〕

a (二Z a

容易地创成点安装刀具回转一周时2二a,。

如图

4

所示

,

在基圆上任一

h口

,

当工件 (图中的圆盘成一体 )和

渐开线起始角3.

,

恰好工件 (刀具 )也同时平移或

.

将这种移动不断地进行下去就可得到渐,。

采用圆的渐开线的涡旋压缩机在图6

开线这时随着刀具中心的轨迹成为渐开线它的包络线也成为渐开线,

3 1行程容积和形成容积比

所示的圆的渐开线上取微小面积元

涡旋压缩机的卞要几何参数如图 5

所示

:

d

s,

则

一

39

一

涡旋压缩机设计理论

ds二士

a (必 d必 ),

由此求得图中斜影线部分的面积S二告a,

S

为 (5 )

必,

如图因琦夕水l )立

7

所示,

,

当用一对圆的渐开线组合起

一卜

来形成压缩腔时8

假定

O为回

转角 (参见图

)

,

则S

一

一及5

一5

「〕钾飞一

,

,

令令

二一。

一

。

介一口

一

e

\

\

一

{

/

二十。一

习

刁

/二 t

一

荃礴田

暗」十5 5= Zo,

一,

3

,

二,

。

一

。

所以S:

,

从中心压缩腔数起编号º的阴影面积S二SL一aZ

(,

一

Za 2

)(

3二

一

口 )

图

6

由基圆和它的渐开线围成的面积1.

如图

7

所示x

由于形成:

个形状相同的压一

基圆;

2

.

圆的渐开线

缩腔

,

它的容积为:

摇勤又固定又

夕口一夕曰一

少扮

1

V

= 2

Z,

a,

(二

一

Za

) ( 3二一

8

)

x

h

一入’

人招二P

一二p

(。一

Zt)h

(

3

号 )i、

一般地

,

从中心压缩腔到第:

个压缩腔的

容积用无量纲形式表示为Vi

一Zt ) h

( 2‘一

(

P

一

‘,

一

(号

)9

2

),

(

6

)

至于最里面的压缩腔 (见图< …… 此处隐藏：9443字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……