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逆流冷卻羅茨鼓風(fēng)機(jī)性能分析

據(jù)濟(jì)南天山精工軸承經(jīng)銷中心報道羅茨鼓風(fēng)機(jī)是一種容積式的氣體增壓與輸送機(jī)械, 因其結(jié)構(gòu)簡單、安裝靈活、輸送介質(zhì)不含油、在使用壓力范圍內(nèi)排氣量幾乎不變等優(yōu)點, 已廣泛應(yīng)用于經(jīng)濟(jì)建設(shè)的各個行業(yè)。但由于羅茨羅茨鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)排氣脈動和回流沖擊的影響而導(dǎo)致其具有較大的氣體動力性噪聲, 羅茨鼓風(fēng)機(jī)本身的工作原理又決定了其具有較高的排氣溫度, 且排氣溫度隨排氣壓力的升高而升高, 而過高的溫升會影響到羅茨鼓風(fēng)機(jī)的安全運行, 羅茨鼓風(fēng)機(jī)的升壓也會受到排氣溫度的限制, 這些問題限制了羅茨羅茨鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)一步大范圍的應(yīng)用。
對于如何進(jìn)一步提高羅茨鼓風(fēng)機(jī)的性能, 長期以來國內(nèi)外許多學(xué)者已進(jìn)行了大量理論和試驗上的研究, 許多關(guān)于這方面的報道也相繼出現(xiàn)。
然而很多理論公式推導(dǎo)前都進(jìn)行過簡化或理想化處理, 其分析結(jié)果很難真實反映羅茨鼓風(fēng)機(jī)內(nèi)部湍流流動的實際情況, 再者羅茨鼓風(fēng)機(jī)內(nèi)部流場的試驗測量也存在許多困難。近年來, 隨著流體力學(xué)計算技術(shù)的迅速發(fā)展, 利用計算流體動力學(xué)進(jìn)行數(shù)值模擬已逐步成為了解流體機(jī)械內(nèi)部流動狀況的重要手段, 實踐表明, 這種數(shù)值計算方法能夠得出很準(zhǔn)確的計算結(jié)果。但是, 目前國內(nèi)對羅茨鼓風(fēng)機(jī)內(nèi)部流場進(jìn)行數(shù)值模擬和研究的文獻(xiàn)卻不多, 而將理論分析與數(shù)值分析結(jié)合起來對羅茨鼓風(fēng)機(jī)性能進(jìn)行研究勢必可以更充分地了解羅茨鼓風(fēng)機(jī)內(nèi)部湍流流動的真實流動規(guī)律, 進(jìn)而針對流場的流動信息對羅茨羅茨鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)行更好地改進(jìn)和優(yōu)化設(shè)計。
本文以逆流冷卻羅茨鼓風(fēng)機(jī)為研究對象, 采用理論分析和數(shù)值分析相結(jié)合的方法, 研究逆流冷卻技術(shù)對羅茨鼓風(fēng)機(jī)性能的影響。相對于理論分析, 數(shù)值分析能夠更準(zhǔn)確地描述羅茨鼓風(fēng)機(jī)內(nèi)部真實的流動現(xiàn)象, 反映羅茨鼓風(fēng)機(jī)內(nèi)部流動的實際情況。
數(shù)值計算基于計算流體動力學(xué)FLUENT軟件, 采用RNGk-E湍流模型和PISO算法, 運用動網(wǎng)格方法對帶逆流冷卻預(yù)進(jìn)氣結(jié)構(gòu)的三葉圓弧型羅茨鼓風(fēng)機(jī)內(nèi)部湍流流動進(jìn)行了可壓縮非定常二維流動的數(shù)值模擬, 從而得到了一些有價值的風(fēng)機(jī)內(nèi)部湍流流動的流場信息, 以期望為羅茨鼓風(fēng)機(jī)的降噪和機(jī)殼結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計提供有益的參考。

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