排灌机械工程学报

作者：王鑫伟,蒋小平,*,王行元,王莉,吴国桥

单位：1. 江苏大学国家水泵及系统工程技术研究中心, 江苏 镇江 212013;2. 南京农业大学国家信息农业工程技术中心, 江苏 南京 210095;3. 西安精密机械研究所昆明分部, 云南 昆明 650110

关键词：双螺杆膨胀机,动网格,CFD,泄漏分析,瞬态特性,流场分布

基金：国家重点研发计划项目(2017YFC0404204,2017YFC0404201);江苏省重点研发计划项目(BE2017334,BE2019306);江苏省信息农业重点实验室开放基金项目(KLIAKF1802)

为研究双螺杆膨胀机的瞬态特性,以4/6齿双螺杆空气膨胀机模型为研究对象,使用SCORG和Pumplinx软件对膨胀机内部流体域以及进出口处流体域进行静止网格和动网格的划分.采用CFD分析方法对膨胀机进行全流场瞬态数值模拟,得到双螺杆膨胀机内部的压力场和速度场以及不同转角下流量、扭矩和转子的受力情况. 结果表明:膨胀机内部流体域从进口高压端至出口低压端可区分为4个压力等级,且从进口端到出口端压力逐级递减,而阴、阳转子接触线将螺杆流域分为上高压区和下低压区;内泄漏主要包括径向间隙泄露、齿间间隙泄漏和泄漏三角形这3种泄露方式,三者中齿间间隙泄漏的速度最大.整个流场中的最高流速和最低压力均出现在接触线附近;吸气阶段的节流损失和预膨胀带来的压降损失使阳转子对外做功能力下降,并使螺杆膨胀机效率降低;流量、扭矩、径向力和轴向力呈周期性变化,阳转子所受径向力对螺杆膨胀机工作性能影响最大.

来源：2020年第10期

《排灌机械工程学报》期刊编辑部

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