基于CFX的高压罗茨鼓风机内流场数值模拟.pdfVIP

学兔兔 1 匐 出 基于CFX的高压罗茨鼓风机内流场数值模拟 The parameterizeddesignofgearw heeland numericaIsimulation of interiorfield inrootsblow er 张小萍，吴 彬，徐 萌，肖 芝，王君泽 ZHANGXiao—ping，WU Bin，XUMeng，XlAO Zhi，WANG Jun—ze (南通大学 机械工程学院，南通226019) 摘 要：罗茨鼓风机是一种常见的气体输送机械，内部气体流场情况复杂，为得到风机性能参数，理论 计算工作量大，搭建实验平台成本高。利用流体仿真软件OFX对罗茨鼓风机内部流场进行非稳 态三维数值模拟，可准确、快捷地得到其压力场、速度场及质量流量曲线图，设计周期短， 试制成本低。根据不同转子类型与进排气 口形状，分别对不同结构的罗茨鼓风机内部流场进 行数值模拟 ，并对比它们的流量脉动幅度 ，得出扭叶一菱形进排气口结构具有最为显著的降 噪效果。 关键词 ：罗茨鼓风机 ；CFX；三维；数值模拟 中图分类号：TH4 文献标识码 ：A 文章编号 ：1009-0134(2013)12(上)-0082-04 Doi：19．3969Zi．issn．1009-0134．2013．12(￡)．23 0 引言 机的出风 口进行了CFD调查，分析了离心式风机 罗茨鼓风机作为一种常见的气体输送、压缩 出风 口形状与截面积对流量 的影响。上述CFD技 机械 ，因其结构简单、工作平稳及无注油污染等 术的应用对罗茨鼓风机 内部流场 的仿真分析具有 优点得到了广泛应用…，然而 由于效率低、噪音 很好的借鉴作用。 大、输送气体压强限制等缺点的存在 ，限制 了它 国内CFD技术发展也相当迅速 ，已有不少专 进一步发展 。一直 以来，国内外 旨在提高风机效 家学者将该技术运用到罗茨鼓风机 的分析设计 率、降低噪音、扩大气体输送压力范围的相关研 中。戴映红 利用Fluent软件对气冷式罗茨真空 究从未 中断，研究成果主要集 中在改进转子结构 泵 内部流动进行二维数值模拟，根据模拟结果分 与型线 、改进机体及进排气 口结构与形状等方 析了转子在转动情况下泵腔内部流场的变化、压 面 。作为高速旋转机械 ，罗茨鼓风机 内部气体流 强分布 以及进排气腔的速度分布，得出泵内流场 动情况复杂，难 以准确得到 内部流场 的性能参 的流动规律 ，为罗茨泵的设计和分析提供理论依 数 。 目前，国内罗茨鼓风机 的设计、制造大部分 据 。黄思等 对四叶罗茨鼓风机进行CFD二维瞬态 还停留在半理论、半经验和试验验证的阶段，设 数值模拟，进行分析得出四叶罗茨鼓风机相对两 计周期长，试制成本高。近年来，随着计算机技 叶、三叶罗茨鼓风机具有流动平稳的优点。岳向 术和现代设计技术的不断发展 ，计算流体动力学 吉等 基于动 网格方法对干式真空罗茨真空泵进行 (computationalfluiddynamics，CFD)技术已逐渐 三维瞬态数值模拟分析 ，分析了