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基于泛函的制冷压缩机通用涡旋型线几何理论研究张贤明;陈国强;王立存;牟瑛;陈彬【摘要】在涡旋压缩机型线设计研究中,针对单一型线的限制性,提出以泛函理论为基础的新型涡旋型线设计思路,利用Taylor级数思想,得出通用涡旋型线的新形式,就涡旋型线的压缩行程容积、型线方程、曲率(半径)以及型线长度等基本几何性质,在笛卡尔坐标系下做了较详尽的阐述和推导,得出了坐标、向量和Taylor级数等三种形式下的涡旋型线的完整几何表达形式.给出算例予以说明,得到基于MATLAB 的涡旋型线及其共扼型线图形.研究结果为研究基于泛函理论的通用涡旋压缩机型线设计理论奠定了基础,同时拓宽了涡旋压缩机型线设计的研究思路.%In the design of scroll profiles, aiming at the restriction of single profile, we proposed new design ideas, which were based on functional theory. The Taylor series was used to draw a new expression of scroll profiles. Basic geometric properties were detailed exposition and derivation in the Cartesian coordinate system such as the compressed volume-based equation, the curvature (radius of curvature) and type length. The integrated geometric expression of scroll profiles was obtained in three forms of Coordinate, vector and the Taylor series. Some examples were given to explain, and graphics of the scroll profiles and its conjugate contour line which were based on MATLAB were obtained. Research results of geometric theories for scroll profiles based on functional theory are as basis and will expand related research ideas.【期刊名称】《中国机械工程》【年(卷),期】2011(022)003【总页数】4页(P265-268)【关键词】涡旋型线;泛函理论;行程容积;几何理论;共轭型线【作者】张贤明;陈国强;王立存;牟瑛;陈彬【作者单位】重庆工商大学废油资源化技术与装备教育部工程研究中心,重庆,400067;重庆工商大学废油资源化技术与装备教育部工程研究中心,重庆,400067;重庆工商大学废油资源化技术与装备教育部工程研究中心,重庆,400067;西安交通大学流体机械及压缩机国家工程研究中心,西安,710049;重庆工商大学废油资源化技术与装备教育部工程研究中心,重庆,400067;重庆工商大学废油资源化技术与装备教育部工程研究中心,重庆,400067【正文语种】中文【中图分类】TH450 引言涡旋压缩机是基于容积变化来实现对气体压缩的流体机械，它具有结构简单紧凑、高效节能、微震低噪声以及可靠性高等一系列的优点，使得涡旋压缩机在制冷和空调领域的应用有着飞速的发展，并且有在更大范围应用的趋势。
涡旋式压缩机涡旋型线的研究综述与前景作者：李宏利来源：《山东工业技术》2016年第13期摘要：涡旋式压缩机是近些年来备受关注的一种容积式压缩机，发展速度非常快，广泛受到国内外科技界重视。
涡旋式压缩机效率高，可靠性好，且噪声低，体积小，应用方便。
但目前就中国而言，涡旋式压缩机设计仍比较落后，不仅设计周期长，且设计参数不合理，准确性较差，很多时候依然处传统经验型设计阶段。
涡旋式压缩机结构设计中，涡旋线型非常重要。
如涡旋线型设计参数存在问题，缺乏有效修正与优化，必然导致结构参数间的关系、力矩、对力发生变化，影响涡旋式压缩机性能和运行安全。
本文将针对涡旋式压缩机涡旋型线展开研究和分析，以促进涡旋式压缩机设计水平的提高。
关键词：前景；研究综述；涡旋式压缩机；涡旋线型DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.13.0130 引言近些年来，涡旋式压缩机应用非常广泛，凭借节能、低振、低噪等优势，广泛应用于制冷行业，并取得优异成绩。
压缩机是空调制冷系统的核心部件，其性能直接决定空调系统性能和效果。
而涡旋型线则直接影响着涡旋压缩机的几何、力学、热力、功耗、效率等重要参数。
同时还影响着系统性能、寿命、噪声等重要技术指标。
因此，对涡旋压缩机的研究往往围绕涡旋型线，涡旋型线也一直都是国内外专家研究重点。
不同涡旋型线优化策略不同，设计思路不同。
涡旋型线研究对促进涡旋压缩机技术水平提高有重要意义。
1 涡旋压缩机的特点涡旋压缩机于二十世纪八十年代发明，是一种新型容积型压缩机。
涡旋压缩机运行原理由法国科学家Leon Cerux提出。
但该理论技术提出时，涡旋体加工困难，轴向力不稳定性，防自转技术不成熟，轴向密封不完善[1]。
因此，没有得到大面积推广应用。
随后美国开始对涡旋压缩机核心理论进行研究，开发了第一代HE压缩机。
八十年代末期，日本基于HE压缩机，进行新容积式压缩机开发，研发了第一代涡旋压缩机77B06，该压缩机性能卓越，广泛受到功率在1-15kW范围制冷系统应用。
涡旋压缩机的变径基圆渐开线型线研究李雪琴;王君【摘要】研究了涡旋压缩机变径基圆渐开线的啮合特性和几何理论,得到了其共轭啮合型线方程；分析了不同参数下的型线特点和几何形状,并与基圆渐开线进行比较；提出了由变径基圆渐开线构建变啮合间隙涡旋齿的方法.利用变径基圆渐开线可构建出3种涡旋齿:等啮合间隙变壁厚涡旋齿、变啮合间隙等壁厚涡旋齿和变啮合间隙变壁厚涡旋齿,分析了各种涡旋齿的性能特点和适用范围,拓宽了涡旋型线的类型.%The meshing characteristic and geometric theory of base circle involute with changing radius in scroll compressor were studied, and the equation of its conjugate profile was obtained. Its profile characteristic and geometric shape under different parameters were analyzed and it was compared with base circle involute. The method of constructing wrap profile with changing meshing clearance by using changing radius base circle involute was presented. Three types of wrap were constructed by base circle involute with changing radius: wrap with e-qual meshing clearance and variable wrap thickness,wrap with variable meshing clearance and equal wrap thickness, wrap with variable meshing clearance and variable wrap thickness. The performance characteristics and applicability for every type of wrap were analyzed. The study results widened the type of wrap profile.【期刊名称】《压缩机技术》【年(卷),期】2011(000)004【总页数】4页(P1-3,34)【关键词】涡旋压缩机;变径基圆渐开线;变啮合间隙型线;构建方法【作者】李雪琴;王君【作者单位】中国石油大学,山东东营257061;中国石油大学,山东东营257061【正文语种】中文【中图分类】TH4551 前言涡旋压缩机涡旋齿型线类型主要有:基圆渐开线、正多边形渐开线、平行四边形渐开线、半圆偏心线、线段渐开线、阿基米德螺旋线、代数螺旋线和变径基圆渐开线等，前5种构成等壁厚涡旋齿，而后3种通常可构成变壁厚涡旋齿［1－8］。
毕业设计（论文）题目空调用涡旋式压缩机结构设计学院机电与汽车工程学院专业机械设计制造及其自动化(机械设计制造）学生向涛学号指导教师孙鹏飞摘要本设计为空调用涡旋式压缩机结构设计，主要零部件包括动涡盘、静涡盘、支架体、偏心轴、防自传机构及平衡机构，动静涡旋盘应用圆的渐开线及其修正曲线的线型。
首先，确定了涡旋压缩机的重要结构参数，其次确定了涡旋压缩机的各个重要零件的结构尺寸，然后确定了涡旋线圆的渐开线线型并且对涡旋线进行修正，而后选择涡旋压缩机的各种附件，最后利用对涡旋压缩机的主轴进行有限元分析，最终说明了涡旋压缩机结构设计中的有关问题。
在涡旋齿线型的设计中，不仅说明了渐开线的特征和涡旋线的成形过程，而且还对涡旋线线型进行了修正。
通过以上设计的设计过程，最终得到了涡旋压缩机。
关键词：涡旋压缩机，动涡盘，静涡盘，偏心轴ABSTRACTThe design is designing the structure of air conditioning scroll compressor , the main parts including moving vortex disc, static vortex disc, bracket dody, eccentric shaft ，anti rotation mechanism and balance mechanism,the application of static and moving vortex disc involve circle and linear correction curve.First of all, the important structural parameters of scroll compressor is determined, then determined the structure size of each important part of scroll compressor, and then determine the involute type vortex line round and the vortex line is modified, and then choose a variety of accessories of the scroll compressor, the spindle of scroll compressor for finite element analysis, the final show the problem in the design of structure of scroll compressor. In the design of scroll profile, not only describes the forming process of involute characteristics and vortex lines, but also to carry on the revision to the vortex line.Through the above design, we finally got the scroll compressor.KEY WORDS: scroll compressor, moving vortex disc, static vortex disc, eccentric shaft摘要0目录0前言1第一章空调用涡旋式压缩机及装置系统总体方案设计1涡旋压缩机动静涡盘及其工作原理 1涡旋压缩机的防自转机构2涡旋压缩机的轴向径向柔性机构3涡旋压缩机的结构特点3涡旋压缩机的研发方向3第二章主要部件设计5涡旋压缩机的整体结构的选择5设计的已知条件5性能及结构参数确定6确定涡旋压缩机各重要零件的结构尺寸7第三章涡旋齿线型的选择与绘制原理10涡旋型线构成原则10圆的渐开线的形成10渐开线的特征10涡旋线的成形10涡旋线型的修正11第四章压缩机附件及密封细节14防自转机构 14轴承及支承 16压缩机的性能16径向密封16轴向间隙17润滑17结果17第五章基于NX Nastran解算器的有限元分析19总结26参考文献26致谢27本设计以空调用涡旋式压缩机为题，主要为了学习涡旋式压缩机的设计过程，以及运用和巩固我们大学所学知识。
压缩机的优化设计及其应用研究压缩机是化工、冶金、石化、轮船、机械和电力等领域的基本设备，它可将气体或蒸汽的压力提高，从而实现气体/蒸汽的输送和压缩。
在各行各业的生产中，压缩机都起着极其重要的作用。
为了更好地满足不同行业的需求，人们在压缩机的设计和应用方面进行了不断的研究与改进。
一、压缩机的基本原理和分类压缩机的基本原理是利用活塞、螺杆、滑动齿轮等机械方式，将气体或蒸汽压缩成高压气体或蒸汽。
通常根据工作方式和结构特点分为离心式压缩机、容积式压缩机和螺杆式压缩机等几类。
离心式压缩机以高速旋转的叶轮将气体或蒸汽吸入、压缩、排出，具有体积小、噪声小的优点，常用于低压和中压的空气、气体和蒸汽输送。
容积式压缩机则利用活塞、柱塞或回转齿轮等装置将气体或蒸汽压缩而成，具有高压、高效、大流量等特点，广泛用于高压空气、氧气、氮气、工业蒸汽和气体压缩等领域。
螺杆式压缩机则采用两个相互啮合且种植在转子上的螺旋线圈形成压缩腔，气体或蒸汽在螺杆中被压缩，并沿着轴向排出。
螺杆式压缩机具有高效、体积小、重量轻、运行平稳等特点，广泛应用于空调、冷冻、冷库等行业。
二、压缩机的优化设计为了更好地适应各类用户的需求，人们在压缩机的设计方面做了不断的探索与优化。
优化设计的目的在于提高压缩机的效率、减少排放、实现可持续发展。
1、传动方案的优化传动方案是压缩机的重要组成部分，它能直接影响到压缩机的性能、寿命和工作效率。
为了提高传动机构的效率和稳定性，人们优化了传动方案，改进了轴承和润滑系统，实现了长时间运行的稳定性。
2、能耗的降低压缩机日常使用中，需要消耗大量的能源。
为了降低能耗，人们利用优化的控制技术，实现智能控制压缩机的运行，尽可能地减少无效运行时间，同时优化设备和管道的布局，减少系统中的缺陷和瓶颈，从而实现能耗的降低。
3、减少排放随着环保意识的不断提高，排放方面的要求越来越高。
为了减少排放，优化设计团队使用了更多环保型材料，在设计和生产上更加注重能源和环境问题，采用了更加清洁和节能的工艺和技术，减少污染，降低能耗，实现了压缩机技术的可持续发展。
高效涡轮压缩机的设计与优化涡轮压缩机是现代航空发动机中的重要组成部分，它能够将空气压缩为高压气体，提供给燃烧室进行燃烧，从而产生推力。
涡轮压缩机的性能决定了发动机的性能和经济性，因此如何设计和优化高效涡轮压缩机是一个关键问题。
本文将从流场分析、叶轮设计、材料选择和工艺优化等方面讨论高效涡轮压缩机的设计与优化。
一、流场分析流场分析是涡轮压缩机的设计和优化的重要前提和基础。
通过CFD模拟和实验测试，可以得到实际流场的压力、温度、速度、湍流强度等参数，为叶片的设计和工艺的优化提供依据。
在流场分析中，需要考虑一些关键问题：1、入口流场的设计流场的设计应该尽量避免湍流和涡旋发生，这样可以减小流动损失和阻力，提高压缩效率。
因此，设计人员需要把握好进口气体的速度、方向和稳定性，保证气体垂直于进口边界面，并且速度要小于声速的0.3倍，以避免发生压力波和涡旋。
2、叶片的流场设计叶片的几何形状和叶片间隙对于流场分布有着非常大的影响，涡轮压缩机的性能也很大程度上取决于叶片的设计。
要尽量避免流场在转子中绕流和边界层分离，同时保持叶轮的整体平衡性和稳定性，提高压力比和效率。
3、出口流场的设计出口流场需要满足进口流场的要求，即保证气体流向出口的方向要与进口相同，同时流动尽量平稳，避免涡旋和湍流强度过大。
在设计蜗壳和导向器的时候，需要根据具体的流场参数做出合理的设计和优化，以提高涡轮压缩机的效率。
二、叶轮设计叶轮是涡轮压缩机中最重要的构件之一，它直接影响着压缩机的效率和压力比。
在叶轮的设计中，需要考虑以下几个方面：1、叶轮的数目和直径在设计叶轮时，需要考虑气体的流量和压力变化，以及叶轮的材料和工艺的限制。
一般来说，涡轮压缩机中叶轮的数量越多，压力比和效率会越高。
同时，叶轮的直径也是影响涡轮压缩机性能的重要因素，过大或者过小都会使得压力比下降。
2、叶片的数量和几何形状叶片的数量和几何形状会直接影响叶轮的流量和压降。
一般来说，叶片数量越多，压力比和效率也会随之提高。
