一种非对称异步排气涡旋压缩机的数值模拟研究

传统非对称涡旋压缩机的2组工作腔内容积比不相等，会导致压缩时的压力不对称现象严重，同时使得排气损失和排气脉动增加。为此，针对一种等内容积比的非对称异步排气涡旋压缩机进行了数值模拟研究。首先，建立了非对称涡旋压缩机的几何模型，对非对称异步排气涡旋结构的构造原理进行了公式推导，分析了其工作腔的容积变化状况；然后，对该结构的流体域进行了结构化网格划分，并进行了瞬态数值模拟，研究了腔内压力场、温度场、速度场的分布特性；最后，在相同条件下，将该非对称异步排气涡旋压缩机与传统非对称涡旋压缩机进行了性能对比分析。研究结果表明：该非对称异步排气结构的腔内流场均呈非对称分布，同一工作腔的压力场较为均匀，2组工作腔的排气压差在2%以内，但同一工作腔的温度场和速度场受径向间隙影响，其不均匀程度较大；经性能对比，该结构的排气压力损失仅为6.6%,排气温度降低了8.1 K,排气时的脉动强度降低了34.9%,涡旋压缩机排气过程更加稳定。