基于Matlab-PDE toolbox热流固耦合仿真方法的蒸发气螺杆压缩机工作过程研究OA

针对采用流固耦合CFD仿真计算研究蒸发气低温特性对螺杆压缩机效率影响时,存在时间成本过高的问题,本文通过Matlab编程工具建立螺杆压缩机数值计算模型,利用PDE工具箱计算螺杆转子的温度分布与温度变形,将转子变形产生的新间隙代入数值模型,得到考虑转子变形后的压缩机效率,该过程计算用时仅约为CFD计算的1/100,极大降低了时间成本。将模型计算结果与经试验验证的CFD模型结果进行对比,容积效率和绝热效率误差均不超过3%;同时搭建低温进气试验台,测量不同进气温度下的容积效率,测量数据与数值计算结果最大误差不超过5%,验证了模型的可靠性。据此分析了不同转速对压缩机性能的影响,结果表明,转速从4000 r/min提升至10000 r/min时,容积效率从55.1%升高至73.2%;绝热效率随转速呈先增后减的趋势,在转速为8000 r/min时达到最大值62.2%。该模型可快速准确预测不同工况下蒸发气螺杆压缩机的性能,为高转速螺杆压缩机的效率设计与优化提供参考。