Методы численного моделирования тепловых деформаций рабочих органов винтового однороторного компрессора
DOI: 10.17586/1606‑4313‑2021‑20‑4-12-17
УДК 621.515.4
Пронин В. А., Жигновская Д.В. , Цветков В.А., Кованов А. В.
Ключевые слова: холодильная техника, газодинамика, винтовой однороторный компрессор, зуб отсекателя окружного профиля, 3D-моделирование, зазор, тепловое поле, деформация, ANSYS.
УДК 621.515.4
Методы численного моделирования тепловых деформаций рабочих органов винтового однороторного компрессора
Ссылка для цитирования: Пронин В.А., Жигновская Д.В., Цветков В.А., Кованов А.В. Методы численного моделирования тепловых деформаций рабочих органов винтового однороторного компрессора // Вестник Международной академии холода. 2021. № 4. С. 12-17.
Аннотация
Тепловые деформации могут оказывать существенное влияние на взаимное расположение деталей, ввиду различной рабочей температуры, а также их изготовления из различных материалов. Данные обстоятельства зачастую приводят к возникновению термических зазоров или натягов в сочленениях, что необходимо учесть при холодной сборке узлов. Винтовой однороторный компрессор (ВКО) имеет в своей конструкции зазоры, а поверхности деталей их образующие подвергнуты тепловой деформации, поэтому разработка методики расчета геометрических параметров деталей ВКО с учетом их тепловых деформаций необходима для корректной работы ВКО в процессе его эксплуатации. Данная методика позволит назначить минимально безопасные зазоры и допуски на рабочие органы ВКО на стадии их изготовления. В статье рассматривается зазор между торцевой поверхностью зуба отсекателя и поверхностью винтовой канавки центрального винта-ротора. С одной стороны, величина рассматриваемого зазора должна компенсировать тепловую деформацию деталей для предохранения от заклинивания. С другой стороны, минимизация данного зазора должна обеспечивать достижение эффективных показателей работы ВКО, что оказывает наибольшее влияние на его рабочие характеристики. Предлагаемый в работе метод численного моделирования рабочего процесса в компрессоре позволит наиболее дифференцировано подойти к учету тепловых факторов, влияющих на энергетические показатели машины.
Аннотация
Тепловые деформации могут оказывать существенное влияние на взаимное расположение деталей, ввиду различной рабочей температуры, а также их изготовления из различных материалов. Данные обстоятельства зачастую приводят к возникновению термических зазоров или натягов в сочленениях, что необходимо учесть при холодной сборке узлов. Винтовой однороторный компрессор (ВКО) имеет в своей конструкции зазоры, а поверхности деталей их образующие подвергнуты тепловой деформации, поэтому разработка методики расчета геометрических параметров деталей ВКО с учетом их тепловых деформаций необходима для корректной работы ВКО в процессе его эксплуатации. Данная методика позволит назначить минимально безопасные зазоры и допуски на рабочие органы ВКО на стадии их изготовления. В статье рассматривается зазор между торцевой поверхностью зуба отсекателя и поверхностью винтовой канавки центрального винта-ротора. С одной стороны, величина рассматриваемого зазора должна компенсировать тепловую деформацию деталей для предохранения от заклинивания. С другой стороны, минимизация данного зазора должна обеспечивать достижение эффективных показателей работы ВКО, что оказывает наибольшее влияние на его рабочие характеристики. Предлагаемый в работе метод численного моделирования рабочего процесса в компрессоре позволит наиболее дифференцировано подойти к учету тепловых факторов, влияющих на энергетические показатели машины.
Ключевые слова: холодильная техника, газодинамика, винтовой однороторный компрессор, зуб отсекателя окружного профиля, 3D-моделирование, зазор, тепловое поле, деформация, ANSYS.
English
Русский
