Page 109 - 机械制造及其自动化

第三章 空气压缩机的设计与优化改进研究

排气通道形状与径向间隙类似，如图3-17所示，可以采用切向泄露模型计算

排气过程。

图 3-17 排气通道

（2）泄露模型
涡旋压缩机径向间隙、排气过程通道形状类似于压缩喷管，已有的泄露模型

主要有三种：一是喷管模型；二是喷管加上一段摩擦管模型；三是有限元模型。
喷管加上一段摩擦管的模型虽然能够部分反应摩擦的影响，但是不能完全反映其
他的影响因素，并且计算过程需迭代进行，计算量较大，有限元模型尽管能够全

面反应泄露过程，但是用于空气压缩过程时，每个迭代步的计算量都非常大，无
法用于整个压缩过程的计算。较为实用的是喷管模型，前面乘以流量系数以反映
泄露过程中摩擦、空气黏性力、空气惯性力以及涡旋壁温升变形对流动的影响。

（三）求解过程
为了完成空气压缩过程热力学计算，需忽略次要因素的影响，对一些条件进
行如下简化：

一是单个容腔内不同位置压力、温度、密度相同，定压比热容Cp随温升变化
不大，取定值1004.5J/K；
二是排气腔、储气罐空气压力达到平衡后，排气过程为等压过程；

三是涡齿温度随展角呈线性分布，换热计算时取中间齿高位置的温度作为涡
齿温度，取齿根涡齿法向相邻两点的平均温度作为它们之间底面的温度，单个容
腔内，以两啮合点展角平均值处的温度作为换热面积温度；

四是齿顶的密封条在容腔压力差和离心力的作用下，贴在涡盘底面，轴向间
隙为零；

97