雙螺旋式壓縮機轉子流場分析 = On the flow analysis of the dual screw compressors 林志軒、鄭鴻儀
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摘 要
壓縮機的應用種類方面有往復式、離心式、螺旋式、真空幫浦、 液體和多相幫浦。更改進外型,讓效率和穩定性在分析的 工具的幫 助下設計,在透過一維的流體模型上基於透過實驗被確認的數值 法。繼續對更進一步的改進吸入口和閥門的氣 體流動損失的結果和 這些怎形狀影響壓力和溫度影響排氣口,機器零件的變形對效能影 響很大。使用CFD 分析並且把結 果和三維的計算機輔助設計系統 結合起來。這篇文章描述CFD 怎樣被其他設計軟體合併透過獲得 交互式對雙螺旋壓縮機 的整個設計過程的控制的一種不可缺少的 管理方法。描述的方法具有相當多的機會並且可以被使用,不僅對 螺旋壓縮機 來說而且對任何其他雙螺旋轉子的機器或者其他類型 機器,例如用往復式、離心式、螺旋式,真空幫浦。
關鍵詞 : 螺旋式壓縮機,CFD 分析,輔助設計,壓縮機種類 目錄
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謝...vi 目錄...vii 圖目錄...ix 表目錄...xi 第 一章 緒論 1.1 前言...1 1.2 研究目的...2 1.2.1 往復活塞式空氣壓縮機...3 1.2.2 滑 動葉片式空氣壓縮機...4 1.2.3 螺旋式空氣壓縮機...5 1.3 工作原理...6 1.4 論文架 構...8 1.5 文獻回顧...8 第二章 基礎原理 2.1 氣體壓縮原理...10 -viii- 2.2 座標 轉換原理...12 2.2.1 座標轉換矩陣...12 2.2.2 螺旋矩陣...16 2.3 共軛曲面嚙合原 理...23 2.3.1 接觸點重合...24 2.3.2 共軛接觸點的公法線...25 2.3.3 共軛接觸點的相對速 度...27 第三章 螺桿轉子之數學方程式 3.1 轉子創成原理 ...30 3.2 創成輪廓曲線方程式 ...32 3.3 被創成輪廓曲線方程式...35 3.4 轉子曲面方程式...35 第四章 Ansys 轉子熱應變分析 4.1 前
言...41 4.2 實體建模...42 4.2.1 建置鋁合金參數表...45 4.2.2 Ansys 各項參數設 定...50 4.3 轉子熱變形分析結果...52 第五章 CFD 轉子流場分析 5.1 前言...57 5.2 CFD 應用介紹...59 5.3 CFD 參數設定...61 5.4 轉子壓力分析結果...63 第六章 結論 6.1 結論...71 6.2 未來展望...72 參考文獻...73
參考文獻
[1] N. Stosic, I.K. Smith and A. Kovacevic, "Optimisation of crew compressors" , Centre for Positive Displacement Compressor Technology, February 2003.
[2] J. Vimmr, "Mathematical modelling of compressible inviscid fluid flowthrough a sealing gap in the screw compressor",Department of Mechanics, Faculty of Applied Sciences, CZ-306, February2002.
[3] D. Zaytsev and C.A. Infante Ferreira, "Profile generation method for twin screw compressor rotors basedon the meshing line" , Mechanical Engineering and Marine Technology, February 2005.
[4] Wu Huagen, Xing Ziwen and Shu Pengcheng, "Theoretical and experimental study on indicator diagram of twin screw refrigeration compressor" , School of Energy and Power Engineering , January 2004.
[5] Long Fu, Guoliang Ding and Chunlu Zhang, "Dynamic simulation of air-to-water dual-mode heat pump with screw compressor" , Department of Power and Energy Engineering, April 2003.
[6] Yu-Ren Wu and Zhang-Hua Fong, "Improved rotor profiling based on the arbitrary sealing line for twin-screw compressors" , Department of Mechanical Engineering, July 2007.
[7] Nikola Stosic , Elvedin Mujic and Ian K. Smith ,"Cfd integra Desing of Screw Compressors", Centre for Positive Displacement Compressor Technology, 2007.
[8] 賴欣池,"螺旋式壓縮機轉子優良齒形之設計",機械月刊,第二十七卷第十期,第266-271 頁,2001。
[9] 黃明祥,具非對稱行螺桿螺旋式壓縮機之設計,大葉大學機械工程研究所碩士論文,2000。
[10] 游育權,雙螺旋式真空螺桿幾何設計及性能分析,大葉大學機械工程研究所碩士論文,2002。
[11] 謝家駿,雙螺旋式真空幫浦轉子幾何研究,大葉大學機械工程研究所碩士論文,2008。
[12] 楊炳春、李建風、邢子文、李躍倉,無油螺杆空氣壓?機轉子變形分析,西安交通大學壓?机研究所,?西,2005。
[13] 蔡明全,"螺旋式壓縮機軸承排列及應用",機械月刊,第二十二卷第十期,1996年十月。
[14] http://www.ecct.org.tw/print/image/13_89air-4.doc [15] http://www.ecct.org.tw/print/image/13_89air-2.doc [16]
http://www.cfd.pme.nthu.edu.tw