壓縮機(jī)電磁仿真的案例
壓縮機(jī)仿真：補(bǔ)氣式滾動(dòng)轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)的CFD仿真及優(yōu)化研究
壓縮機(jī)出口閥片和補(bǔ)氣結(jié)構(gòu)的閥片，其打開(kāi)和關(guān)閉過(guò)程受流場(chǎng)作用和閥片結(jié)構(gòu)本身的材質(zhì)影響，需要考慮整個(gè)過(guò)程的流固耦合作用，通常需要構(gòu)建動(dòng)力學(xué)模型描述整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程，同時(shí)需要將運(yùn)動(dòng)規(guī)律映射到網(wǎng)格運(yùn)動(dòng)，使閥片的開(kāi)關(guān)過(guò)程與動(dòng)網(wǎng)格描述保持一致。
需要考慮制冷劑介質(zhì)的真實(shí)氣體物性。
02
基于Simerics-MP+的滾動(dòng)活塞壓縮機(jī)CFD分析解決方案
基于上述CFD分析技術(shù)難點(diǎn)的概述，采用通用的CFD仿真技術(shù)并不能較好的解決滾動(dòng)轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)的熱力學(xué)仿真分析。基于此，本文將介紹一種專(zhuān)業(yè)型壓縮機(jī)CFD仿真分析工具SimericsMP+進(jìn)行補(bǔ)氣式滾動(dòng)轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)仿真的方法。
Simerics-MP+（原PumpLinx）為專(zhuān)業(yè)級(jí)的具有多領(lǐng)域獨(dú)特應(yīng)用優(yōu)勢(shì)的CFD仿真工具，具備包括船舶、車(chē)輛、葉輪機(jī)械、容積式泵/壓縮機(jī)、閥門(mén)以及系統(tǒng)仿真等在內(nèi)的多個(gè)專(zhuān)業(yè)模塊，可針對(duì)不同的領(lǐng)域分析特點(diǎn)準(zhǔn)確高效的完成網(wǎng)格劃分、動(dòng)網(wǎng)格設(shè)置、計(jì)算模型設(shè)置計(jì)算以及后處理等工作。
展開(kāi) 壓縮機(jī)仿真學(xué)習(xí)：離心壓縮機(jī)參數(shù)辨識(shí)
文章來(lái)源：壓縮機(jī)網(wǎng)
ANSYS CFX 壓縮機(jī)仿真-離心壓縮機(jī)葉輪
本文利用CFX模擬離心壓縮機(jī)葉輪的氣動(dòng)性能。
注：本文采用CFX 2019R2進(jìn)行演示
1 幾何模型
幾何模型來(lái)自ANSYS-CFX的教程文檔。下圖是幾何模型的示意圖。這個(gè)葉輪有24個(gè)葉片，以22360rpm的轉(zhuǎn)速繞Z軸旋轉(zhuǎn)。
△ 幾何模型示意圖
2 BladeGen定義幾何
啟動(dòng)Workbench 2019 R2，將BladeGen模塊拖入工程視圖，右擊
A2：Blade Design→Properties，在屬性面板中設(shè)置如下圖所示
△ 屬性設(shè)置
加載創(chuàng)建好的葉輪。
ANSYS Fluent 壓縮機(jī)仿真｜離心壓縮機(jī)計(jì)算
本案例演示利用Fluent計(jì)算離心式壓縮機(jī)內(nèi)部流程并實(shí)現(xiàn)參數(shù)化的一般流程。
1 問(wèn)題描述
要計(jì)算的壓縮機(jī)如下圖所示。
其包含6個(gè)主葉片及6個(gè)分流葉片，只計(jì)算單流道模型，如下圖所示。
流體介質(zhì)為空氣，葉輪轉(zhuǎn)速155733 rpm，沿z軸旋轉(zhuǎn)。
2 計(jì)算流程
啟動(dòng)Workbench，讀取文件
TurbochargerCompressorFluentStartingPoint.wbpz
添加Fluent模塊，計(jì)算模塊如下圖所示
雙擊
D2單元格進(jìn)入Fluent
3 Fluent計(jì)算
3.1 General設(shè)置
進(jìn)入
General設(shè)置面板，保持默認(rèn)設(shè)置
設(shè)置
angular-velocity的單位為
rev/min
3.2 Models設(shè)置
開(kāi)啟能量方程
選擇使用
SST k-omega湍流模型
3.3 Materials設(shè)置
指定密度為
ideal-gas，指定粘度為
sutherland
Sutherland對(duì)話(huà)框采用默認(rèn)設(shè)置。
展開(kāi) 
螺桿壓縮機(jī)仿真：Simerics 螺桿壓縮機(jī)網(wǎng)格模板介紹
螺桿式壓縮機(jī)又稱(chēng)螺桿壓縮機(jī)，分為單螺桿式壓縮機(jī)及雙螺桿式壓縮機(jī)。由于其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易損件少，能在大的壓力差或壓力比的工況下工作，排氣溫度低，對(duì)制冷劑中含有大量的潤(rùn)滑油不敏感，有良好的輸氣量調(diào)節(jié)性，螺桿式壓縮機(jī)廣泛地應(yīng)用在冷凍、冷藏、空調(diào)和化工工藝等制冷裝置上。此外，以螺桿式壓縮機(jī)為主機(jī)的螺桿式熱泵廣泛應(yīng)用在采暖空調(diào)方面，有空氣熱源型、水熱泵型、熱回收型、冰蓄冷型等。
其中，單螺桿壓縮機(jī)主要由一個(gè)圓柱形螺桿、兩個(gè)平面星輪和機(jī)殼組成的。螺桿和星輪組成嚙合副裝在機(jī)殼內(nèi)，由螺桿槽、星輪、機(jī)殼組成密封容積變化的氣腔。當(dāng)螺桿主軸在外部電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，星輪也隨著螺桿運(yùn)轉(zhuǎn)。兩個(gè)星輪將螺桿分成對(duì)稱(chēng)獨(dú)立的封閉空間，當(dāng)螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),星輪在螺旋槽內(nèi)相對(duì)運(yùn)動(dòng)，改變星輪、螺旋槽、機(jī)殼組成的密封空間的大小，實(shí)現(xiàn)吸氣、壓縮、排氣的過(guò)程。
圖1 單螺桿壓縮機(jī)
單螺桿壓縮機(jī)雖然具有零部件少、重量輕、機(jī)械效率高、噪聲低和振動(dòng)小等優(yōu)勢(shì)，但由于其結(jié)構(gòu)緊湊，壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子齒頂密封齒與殼體之間的泄露間隙非常小，使得其三維CFD仿真變得十分困難。
展開(kāi) 壓縮機(jī)仿真學(xué)習(xí)：影響離心壓縮機(jī)特性曲線(xiàn)的參數(shù)，你了解過(guò)嗎?
離心壓縮機(jī)機(jī)理模型在仿真時(shí)，壓縮機(jī)的溫度、壓力、流量以及其它成分均來(lái)自現(xiàn)場(chǎng)DCS讀取的過(guò)程數(shù)據(jù)。一般在設(shè)計(jì)工況附近，壓縮機(jī)有最高效率，流動(dòng)情況最完善；當(dāng)流量增大時(shí)，由于摩擦損失和沖擊損失明顯增大，級(jí)效率將下降；當(dāng)流量減小時(shí)，分離沖擊損失明顯減小。
此外，由于流量減小，相對(duì)的漏氣損失和輪阻損失也增大，所以也使級(jí)效率降低。壓縮機(jī)性能不僅反映了級(jí)壓比、效率等與流量的關(guān)系外，也反映了級(jí)的穩(wěn)定工況范圍的大小。
文章來(lái)源：蚌埠榮強(qiáng)壓縮機(jī)
手把手教你做小型除濕機(jī)的設(shè)計(jì)和壓縮機(jī)仿真分析！！
我們常用的家用小型除濕機(jī)，一般采用的是冷凍除濕原理，其本質(zhì)就是一臺(tái)空調(diào)機(jī)組（我們家用空調(diào)也具有除濕模式），通過(guò)蒸發(fā)器盤(pán)管冷凝空氣中的小液滴，將空氣中的水析出來(lái)，達(dá)到除濕的目的。做小型家用除濕機(jī)的仿真，本質(zhì)就是做制冷系統(tǒng)的仿真模擬。一般除濕機(jī)具有自己的國(guó)標(biāo)工況（27℃/60%相對(duì)濕度），測(cè)試出來(lái)的除濕量就是銘牌數(shù)據(jù)了。
一、原理：
先了解下除濕機(jī)的原理：
上圖為一體式除濕機(jī)的示意圖，濕空氣先經(jīng)過(guò)蒸發(fā)器盤(pán)管，降溫、除濕，析出來(lái)的水通過(guò)排水管排走；低溫空氣從蒸發(fā)器出來(lái)以后，進(jìn)入到冷凝器盤(pán)管后升溫，從除濕機(jī)出來(lái)的就是干空氣了。我們從原理上可以，如果該一體式除濕機(jī)在密閉式空間，隨著時(shí)間的推進(jìn)，房間內(nèi)的空氣溫度會(huì)逐漸升高的，這是由于制冷系統(tǒng)內(nèi)的制熱量會(huì)大于制冷量所決定的。
二、設(shè)計(jì)要點(diǎn)
小型家用除濕機(jī)裝置基本是按照家用空調(diào)去做設(shè)計(jì)的，其制冷系統(tǒng)可以參考以下的思路進(jìn)行設(shè)計(jì)和模擬仿真：
制冷劑：通常采用R410A比較多。
壓縮機(jī)：與家用空調(diào)壓縮機(jī)基本相同，采用轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)，品牌主要可以采用海立轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)；可以根據(jù)樣本資料，輸入排量進(jìn)行壓縮機(jī)的仿真。
冷凝器：采用翅片管式換熱器，Vapcyc軟件可以導(dǎo)入Coildesigner的換熱器模型進(jìn)行仿真計(jì)算；
節(jié)流結(jié)構(gòu)：目前小型家用除濕機(jī)采用毛細(xì)管和電子膨脹閥比較偏多。
蒸發(fā)器：采用翅片管式換熱器，Vapcyc軟件可以導(dǎo)入Coildesigner的換熱器模型進(jìn)行仿真計(jì)算；需要注意的是，Vapcyc導(dǎo)入蒸發(fā)器模型的時(shí)候，需要考慮蒸發(fā)器的潛熱負(fù)荷，可以選用如下帶潛熱負(fù)荷的蒸發(fā)器模型：
管道模型：
一體式的除濕機(jī)管道都比較偏短，一般的仿真模型中我們可以不考慮管道的影響，如果是需要做系統(tǒng)的優(yōu)化，建議考慮增加吸氣、排氣、液管的管道模型。
展開(kāi) 離心式壓縮機(jī)仿真案例
一、多參坐標(biāo)系描述
旋轉(zhuǎn)機(jī)械問(wèn)題設(shè)計(jì)到旋轉(zhuǎn)的流體域（rotating flow domain），所有的旋轉(zhuǎn)部件（moving parts，fan blades，hub，shaft surfaces...）是以一定的角速度進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的，靜止壁面（stationary walls，shrouds-蓋板，duct walls-風(fēng)道壁面）是關(guān)于旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)曲面（surfaces of revolution），所涉及到的整體域被作為一個(gè)單一旋轉(zhuǎn)參考坐標(biāo)系（a single rotating frame of reference）；然而當(dāng)其中一部分是關(guān)于不同旋轉(zhuǎn)軸進(jìn)行轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)，或關(guān)于相同的軸按照不同的速度旋轉(zhuǎn)或靜止壁面不屬于“surfaces of revolution”（如在離心式壓縮機(jī)輪子周?chē)奈仛ぃ瑔我坏男D(zhuǎn)坐標(biāo)系統(tǒng)（single rotating coordinate system）已不能夠滿(mǎn)足使計(jì)算域固定（immobilize），為了預(yù)測(cè)穩(wěn)態(tài)的流場(chǎng)，因此必須以“多參考坐標(biāo)系”（multiple reference frames）的方式進(jìn)行仿真；
離心式鼓風(fēng)機(jī)（Centrifugal blower）2D模型：
使用MRF模型能夠分析與一個(gè)或多個(gè)旋轉(zhuǎn)部件相關(guān)的流動(dòng)特性，在一個(gè)單一計(jì)算域內(nèi)多旋轉(zhuǎn)參考坐標(biāo)系能夠被使用，流場(chǎng)結(jié)果代表旋轉(zhuǎn)部件移動(dòng)到某一位置時(shí)的瞬態(tài)結(jié)果（snapshot-抓拍of the transient flow field）；然而在很多案例中交界面能夠以這種方式進(jìn)行選擇-在該位置的流場(chǎng)是獨(dú)立于移動(dòng)部件的方向的，這就意味著如果交界面能夠被繪制（drawn）以具有很小或者沒(méi)有角度依賴(lài)性（little or no angular dependence），MRF模型能夠成為可靠的工具用于時(shí)均流場(chǎng)的求解（time-averaged flow fields
展開(kāi) 空氣壓縮機(jī)優(yōu)化仿真 ￥300
1.疑問(wèn)解答：
1）為什么整機(jī)仿真葉輪出口和單流道仿真葉輪出口總壓、總溫不一致
2）為什么整機(jī)仿真葉輪出口總溫總壓計(jì)算出來(lái)的效率比蝸殼出口總溫總壓計(jì)算出來(lái)的效率低，為什么整機(jī)仿真蝸殼出口總壓和總溫比葉輪出口總壓總溫高
3）仿真結(jié)果異常的原因是什么，如何去修正
2.簡(jiǎn)單優(yōu)化，額定點(diǎn)蝸殼出口整機(jī)效率提高到74%以上
ANSYS CFX-壓縮機(jī)CFD仿真流程
CFX-壓縮機(jī)仿真
壓縮機(jī)的仿真涉及到的是可壓縮流體的一個(gè)仿真，所以本次的課程主要涉及到的是可壓縮流體的一個(gè)仿真流程。
渦旋壓縮機(jī)的虛擬建模與運(yùn)動(dòng)仿真
摘 要: 為了分析渦旋壓縮機(jī)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的動(dòng)力特性和運(yùn)動(dòng)規(guī)律，根據(jù)渦旋壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理，采用三維實(shí)體建模和虛擬樣機(jī)軟件對(duì)其運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行了三維實(shí)體建模，通過(guò)渦旋壓縮機(jī)的運(yùn)動(dòng)仿真，獲得了準(zhǔn)確的運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)曲線(xiàn)，保證了渦旋壓縮機(jī)設(shè)計(jì)的正確性和可靠性，提高了整體設(shè)計(jì)效率和精度。
關(guān)鍵詞: 渦旋壓縮機(jī); 虛擬建模; 運(yùn)動(dòng)仿真
前言：虛擬樣機(jī)( Visual Prototype) 技術(shù)是通過(guò)計(jì)算機(jī)等技術(shù)手段把產(chǎn)品資料集成到一個(gè)可視化環(huán)境中，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的仿真分析。使用系統(tǒng)仿真軟件，可以在各種虛擬環(huán)境中真實(shí)地模擬系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)，不斷修改設(shè)計(jì)缺陷及改進(jìn)系統(tǒng)，直至獲得最優(yōu)設(shè)計(jì)方案，最終做出比較理想的物理樣機(jī)［1］。
在眾多的商業(yè)產(chǎn)品中，美國(guó) MDI 公司的 ADAMS軟件是最具權(quán)威性、應(yīng)用范圍最廣的虛擬樣機(jī)仿真軟件。它不但可以方便快捷地對(duì)虛擬樣機(jī)進(jìn)行靜力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)分析，而且其開(kāi)放的程序結(jié)構(gòu)和接口還使它成為特殊行業(yè)用戶(hù)進(jìn)行特殊虛擬樣機(jī)分析的二次開(kāi)發(fā)工具［2］。本文采用ADAMS 軟件對(duì)高效低噪渦旋壓縮機(jī)的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行仿真研究。
渦旋壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)與工作原理渦旋壓縮機(jī)主要由動(dòng)渦旋盤(pán)、靜渦旋盤(pán)、十字滑環(huán)、曲軸和支架體等零件組成
渦旋壓縮機(jī)的基本結(jié)構(gòu)2012 年第 40 卷第 1 期 流 體 機(jī) 械 17動(dòng)、靜渦旋盤(pán)偏心一定距離相錯(cuò)某一角度安置在一起。動(dòng)靜渦旋齒相互嚙合后形成多個(gè)封閉容積，動(dòng)渦旋在曲軸驅(qū)動(dòng)和防自轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)限制下，實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)平動(dòng)運(yùn)動(dòng)。使動(dòng)、靜渦旋齒相互嚙合形成的月牙形封閉容積發(fā)生周期變化，實(shí)現(xiàn)氣體的吸入、壓縮和排氣，參見(jiàn)圖 2 所示。
渦旋壓縮機(jī)工作原理3 公轉(zhuǎn)型渦旋壓縮機(jī)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)圖 3、圖 4 示出渦旋式壓縮機(jī)的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)模型。
展開(kāi) 
離心壓縮機(jī)葉輪振動(dòng)特性仿真及試驗(yàn)研究
離心壓縮機(jī)葉輪前四階模態(tài)陣型見(jiàn)圖6。
1.3 葉輪模態(tài)數(shù)值仿真
1.3.1 模型建立
運(yùn)用葉片造型軟件NREC進(jìn)行建模并進(jìn)行網(wǎng)格劃分，然后導(dǎo)入到ANSYS進(jìn)行數(shù)值計(jì)算，采用無(wú)約束載荷，模型及其網(wǎng)格劃分見(jiàn)圖7。葉輪材料參數(shù)設(shè)置為：彈性模量2.0×105MPa，泊松比為0.3，材料密度為7 800kg/m3 。本文選擇的單元類(lèi)型是SOLID185，為提高計(jì)算精度，采用六面體單元對(duì)葉輪進(jìn)行網(wǎng)格劃分，劃分的最終結(jié)果是共有110 580個(gè)節(jié)點(diǎn)，87 300個(gè)單元。
1.3.2 約束及加載
固有頻率和固有振型是由結(jié)構(gòu)的幾何形狀、材料特性以及約束載荷形式?jīng)Q定的。本文對(duì)離心壓縮機(jī)葉輪采用自由模態(tài)分析，即無(wú)約束，無(wú)加載。在自由模態(tài)分析中，對(duì)于所選取的實(shí)體單元有六個(gè)剛體自由度，即六階剛體模態(tài)，其固有頻率為零；因此，模態(tài)分析求解的葉輪前六階固有頻率為零，第七階為真正意義上的第一階固有頻率。
1.3.3 結(jié)果分析
對(duì)離心壓縮機(jī)葉輪模態(tài)模擬計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析，得出離心壓縮機(jī)葉輪前四階模態(tài)陣型，見(jiàn)圖8。從振型圖看出，由于決定各階固有頻率的葉輪部位不同，所以葉輪振型不再遵循一階（單節(jié)點(diǎn)）和二階（雙節(jié)點(diǎn)）的規(guī)律。
1.4 分析對(duì)比
將ANSYS計(jì)算的葉輪前四階模態(tài)和LMS試驗(yàn)測(cè)試結(jié)果相對(duì)比，見(jiàn)表1，可以發(fā)現(xiàn)兩者存在著一定的偏差。這是由于試驗(yàn)條件限制和計(jì)算過(guò)程中不可避免的誤差等原因引起的。但是兩者的絕對(duì)偏差都在6%以?xún)?nèi)，屬于可接受范圍[8-9] ，而且葉輪的固有頻率變化趨勢(shì)和模態(tài)陣型一致，所以我們可以認(rèn)為用ANSYS有限元軟件計(jì)算葉輪模態(tài)得出的結(jié)果是可信的。
展開(kāi) 有限元仿真在螺桿壓縮機(jī)應(yīng)用研究
李日華，張?zhí)煲?（珠海格力智能裝備有限公司，廣東珠海519000）
[摘要]：通過(guò)對(duì)螺桿壓縮機(jī)進(jìn)行有限元仿真，可以加快設(shè)計(jì)工作進(jìn)度。分析對(duì)象主要包括螺桿壓縮機(jī)殼體、轉(zhuǎn)子和內(nèi)部流道，分析方法主要包括結(jié)構(gòu)靜力學(xué)仿真、結(jié)構(gòu)熱力學(xué)仿真、模態(tài)分析、諧響應(yīng)分析、隨機(jī)振動(dòng)分析、流場(chǎng)模擬和噪聲分析等。
[關(guān)鍵詞]：有限元；仿真；螺桿壓縮機(jī)；殼體；轉(zhuǎn)子；內(nèi)部流道
中圖分類(lèi)號(hào)：TH455 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A
文章編號(hào)：1006-2971（2021）03-0032-05
1 引言
螺桿壓縮機(jī)具有可靠性高，操作維護(hù)方便和適應(yīng)性強(qiáng)的特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于中央空調(diào)、冷凍冷藏、船用和核電等領(lǐng)域，在寬廣的容量和工況范圍內(nèi)，逐漸替代其他種類(lèi)壓縮機(jī)[1-2]。螺桿壓縮機(jī)利用一對(duì)相互嚙合的陰、陽(yáng)轉(zhuǎn)子在殼體腔內(nèi)作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)吸氣、壓縮和排氣3個(gè)過(guò)程，轉(zhuǎn)子和殼體是螺桿壓縮機(jī)重要零部件。在氣體壓縮的過(guò)程中，受氣體力作用，轉(zhuǎn)子會(huì)發(fā)生一定的形變，由
于受排氣周期性氣體脈動(dòng)和轉(zhuǎn)子回轉(zhuǎn)力的影響，誘發(fā)了壓縮機(jī)振動(dòng)和噪聲響應(yīng)問(wèn)題，在激勵(lì)源作用的情況下，可以通過(guò)振動(dòng)響應(yīng)計(jì)算將響應(yīng)頻率和激勵(lì)頻率偏錯(cuò)開(kāi)，從而避免共振，降低振動(dòng)。殼體在壓縮機(jī)工作過(guò)程中除了承受氣體壓力和轉(zhuǎn)子載荷外，還是壓縮機(jī)振動(dòng)和噪聲輻射的主體，壓縮機(jī)主要通過(guò)殼體結(jié)構(gòu)進(jìn)行傳遞，因此，殼體合理設(shè)計(jì)對(duì)壓縮機(jī)可靠性影響至關(guān)重要。螺桿壓縮機(jī)殼體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)既要滿(mǎn)足強(qiáng)度設(shè)計(jì)要求，同時(shí)也要滿(mǎn)足剛度設(shè)計(jì)要求，避免由于設(shè)計(jì)不合理產(chǎn)生共振、振動(dòng)傳遞高等問(wèn)題[3]。
有限元分析可用于結(jié)構(gòu)及流體的仿真。合理運(yùn)用仿真手段，可加快設(shè)計(jì)工作的進(jìn)行，通過(guò)仿真結(jié)果來(lái)優(yōu)化壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)，確定壓縮機(jī)殼體和轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性，避免后期不必要的改模，降低開(kāi)發(fā)成本。本文分別從結(jié)構(gòu)靜力學(xué)和動(dòng)力學(xué)方面對(duì)螺桿壓縮機(jī)殼體和轉(zhuǎn)子進(jìn)行有限元仿真分析。
展開(kāi) 滾動(dòng)轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)轉(zhuǎn)軸振動(dòng)仿真及試驗(yàn)研究
論文價(jià)值的評(píng)定意見(jiàn)：
壓縮機(jī)工作過(guò)程中的振動(dòng)噪聲是評(píng)價(jià)其設(shè)計(jì)制造水平的重要技術(shù)性能指標(biāo)之一，對(duì)于轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)轉(zhuǎn)軸的振動(dòng)進(jìn)行分析評(píng)價(jià)和優(yōu)化對(duì)于改善整機(jī)振動(dòng)噪聲有重要意義。
該論文以滾動(dòng)轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)轉(zhuǎn)軸振動(dòng)仿真及試驗(yàn)研究為主題開(kāi)展相關(guān)研究，以搭載9槽6極電機(jī)的壓縮機(jī)為例，對(duì)其轉(zhuǎn)軸振動(dòng)噪聲問(wèn)題進(jìn)行了研究，從機(jī)理上解釋了相關(guān)噪聲產(chǎn)生的原因，并通過(guò)轉(zhuǎn)軸彎曲模態(tài)優(yōu)化改進(jìn)了整機(jī)的振動(dòng)噪聲。論文對(duì)于壓縮機(jī)振動(dòng)控制有一定幫助。
摘要
Abstract
以搭載9槽6極電機(jī)的壓縮機(jī)為例，研究了變頻壓縮機(jī)運(yùn)行時(shí)與電機(jī)極數(shù)有關(guān)的轉(zhuǎn)軸振動(dòng)噪聲問(wèn)題。首先，通過(guò)對(duì)徑向電磁力分析，明確了壓縮機(jī)電機(jī)6f徑向電磁力的組成；其次，通過(guò)仿真分析和試驗(yàn)測(cè)試的手段對(duì)轉(zhuǎn)軸的振動(dòng)特性進(jìn)行分析，進(jìn)一步指明6f電磁力與轉(zhuǎn)軸彎曲模態(tài)共振是導(dǎo)致轉(zhuǎn)軸振動(dòng)噪聲問(wèn)題的根源；最后，通過(guò)對(duì)某款變頻壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)軸彎曲模態(tài)進(jìn)行仿真分析及優(yōu)化，降低了轉(zhuǎn)軸振動(dòng)噪聲，改善了壓縮機(jī)的聲品質(zhì)。
關(guān)鍵詞
Keywords
滾動(dòng)轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)；轉(zhuǎn)軸；電機(jī)極數(shù)；彎曲模態(tài)；聲品質(zhì)
DOI:10.19784/j.cnki.issn1672-0172.2023.02.001
0 引言
滾動(dòng)轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)是家用空調(diào)的動(dòng)力元件，也是其最主要的噪聲源之一。在壓縮機(jī)的噪聲中，主要有結(jié)構(gòu)噪聲、氣流噪聲和電機(jī)噪聲。
展開(kāi) ANSYS Forte對(duì)容積式壓縮機(jī)的仿真優(yōu)勢(shì)及應(yīng)用
容積式壓縮機(jī)內(nèi)部涉及到可壓縮的高流速動(dòng)與多相流，由于相間作用復(fù)雜、界面捕捉困難、氣液比高等問(wèn)題，通過(guò)仿真解決壓縮機(jī)內(nèi)部的多相流問(wèn)題存在較大困難，另外壓縮機(jī)運(yùn)行過(guò)程中存在的共軛傳熱、流固耦合等問(wèn)題，均對(duì)CFD求解器在求解設(shè)置和收斂性上有較高要求。
壓縮機(jī)的運(yùn)行是一個(gè)動(dòng)態(tài)過(guò)程，因此在模擬時(shí)多采用非穩(wěn)態(tài)的仿真計(jì)算，但由于較小的時(shí)間步長(zhǎng)和比較大的求解區(qū)域，會(huì)導(dǎo)致計(jì)算時(shí)間長(zhǎng)、計(jì)算量大等問(wèn)題；同時(shí)想要得到動(dòng)態(tài)的溫度和壓力分布，后處理也會(huì)較為復(fù)雜。
ANSYS Forte在容積式壓縮機(jī)仿真中的優(yōu)勢(shì)
傳統(tǒng)的ANSYS CFX 或 ANSYS Fluent對(duì)容積式壓縮機(jī)的仿真均采用動(dòng)網(wǎng)格來(lái)處理，即在每一個(gè)時(shí)間步長(zhǎng)下網(wǎng)格的節(jié)點(diǎn)位置更新一次。ANSYS Forte在求解時(shí)采用3D瞬態(tài)可壓縮的流動(dòng)，網(wǎng)格自動(dòng)生成且不需要提前生成網(wǎng)格，可用于計(jì)算往復(fù)式活塞壓縮機(jī)、螺桿式壓縮機(jī)和渦旋式壓縮機(jī)等多種壓縮機(jī)形式。
在仿真過(guò)程當(dāng)中，F(xiàn)orte可以自動(dòng)檢測(cè)面與面之間小的間隙并進(jìn)行網(wǎng)格加密處理，同時(shí)采用經(jīng)驗(yàn)間隙模型（Empirical gap model）來(lái)補(bǔ)償間隙中分辨率差的網(wǎng)格。當(dāng)研究間隙大小對(duì)壓縮機(jī)的性能影響時(shí)，我們不需重新建立不同間隙大小的幾何模型，來(lái)對(duì)比不同尺寸下的間隙流動(dòng)特征，而直接通過(guò)基于泊肅葉流動(dòng)剪切應(yīng)力的經(jīng)驗(yàn)間隙模型來(lái)得到間隙內(nèi)的流動(dòng)特征，從而解決了間隙網(wǎng)格質(zhì)量差帶來(lái)的問(wèn)題，同時(shí)不影響計(jì)算速度以及精度。
ANSYS Forte推薦采用Ensight對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行后處理，瞬態(tài)計(jì)算過(guò)程中，計(jì)算結(jié)果可直接立刻動(dòng)態(tài)傳輸給Ensight進(jìn)行分析，從而得到詳細(xì)的溫度以及壓力場(chǎng)信息等，同時(shí)還可以查看任意位置的網(wǎng)格特征。
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