10.7 双螺杆压缩机排气孔口设计在线视频

同学们好

接下去我们学习双螺杆压缩机的排气孔口设计

双螺杆压缩机中排气孔口跟

吸气孔口一样

它会有两种孔口

一种是轴向排气孔口

另外一种是径向排气孔口

排气孔口的设置原则跟

吸气孔口的原则大致一样

第一点，要尽量避免排气封闭容积

造成的影响

第二点，要保证气体

在齿间容积的时候

它能够实现我们所预定的内压缩

也就是说，能够使得气体内压缩终了的压力

尽可能的与

排气背压相一致

第三点，就是要求排气孔口的面积尽可能大

那么气流通道的截面积变化

希望能够是平顺的

那么这一些

基本跟吸气孔口的原则是相类似的

那么接下来我们来看一下

排气孔口的开始角

我们知道

如果说我们压缩机想要开始排气

那么前面它肯定要经过一个吸气过程

一个压缩过程

然后才会到排气过程

那么同样的吸气过程

它所用的吸气角是 α1s

在前面吸气孔口的时候我们已经

解出来了

那么压缩过程，它所需要的角度

目前来说，我们还不知道

所以我们也没办法来确定

排气的开始角 α1d

那么我们如何来得到内压缩过程的转角φ1c

在这里我们引入了内容积比的概念

我们知道在设计压缩机的时候

我们需要知道它的吸气压力ps

和排气压力Pd

那么假如说我们知道它的

吸气容积

Vs的话

我们通过多方指数的压缩过程方程

我们就可以得到Vi

VI就是说

Vs容积里面的气体

从吸气压力压缩到排气压力的时候

Vs容积变成了Vi

也就是说Vs容积被压缩了

压缩到了Vi

那么这个Vi就是我们所需要求的

或者说

压缩机中

从Vs变到Vi的时候

该气体

该气体的压力从Ps变到了Pd

那么从那时候开始

就应该要进行排气了

我们就把

Vs和Vi的比值，我们定义为内容积比

就是说从开始压缩时候的容积

比上

即将排气时候的容积

这个比值我们称为内容积比

那么我们已知的这个内容积比的公式之后

我们来看一下公式中的Vs和Vi怎么来求

VS好求

我们知道这是齿槽容积的最大值

也就是我们的V0

那么我们从前面讲的公式中

容积流量计算的公式中可以得到

Vs是等于这个公式

那么Vi是即将要排气的容积

也就是说内压缩终了时候的容积

那么这个时候

我们把

最大的齿槽容积减去已经减小的容积

所剩下的容积就是Vi

用公式的话

就是这个表示

那么前面的Vmax

是齿槽容积的最大容积

理论上的最大容积

而Vr是减小的容积

减小的容积

那么剩下的就是

遗留下来的一些排气的容积

或者说内压缩终了的容积

那么内容积比就可以用

这两个公式来代入

可以得到如下这个方程

那么通过这个方程

我们就可以求出内压缩转角 φ1c

有了这个内压缩转角φ1c之后

我们就可以来求出排气开始角

接下去我们来看一下

一个排气孔口的计算实例

如图所示

那么图中红色的齿型

我们表示是吸气端面的齿型

黑色的齿型表示排气端面的齿型

图中这一块是排气孔口

也就是说这个齿

阳转子的这个齿

和阴转子的这个齿

它们所处的容积即将要开始排气

那么我们所要求的角度就是 α1d

那么从图中

我们没办法直接得到α1d

所以我们只好另想办法

既然排气的开始

是内压缩终了的结束

那么我们能不能把这个角跟内压缩

跟吸气过程都联系起来

那么首先

既然它是一个内压缩终了的一个时刻

那么我们把它转换到内压缩开始的时刻

那么这个时候我们就要反退

一个内压缩的转角

那么反退完之后

排气端面面上的齿形就变到了这个位置

就来到了这个位置

那么在排气端面这个齿

所在的齿槽即将开始压缩

那么同样的，在吸气端面上肯定也存在着一个

齿型

它的所在的齿槽要即将开始压缩

那么吸排气端面的同一个齿

只相差一个扭转角

所以我们把排气端面上的那一个齿

通过一个扭转角

再反馈到我们的吸气端面上来

那么这个齿

即将开始压缩的这个齿

反退一个扭转角之后呢

我们发现齿槽来到了这里

那么这个时候

我们也可以看出它是

齿槽即将开始压缩的时候

那么既然这里是

刚开始压缩的时候的齿槽所在的地方

那么也就是说

这一个齿的后面一个齿所处的位置

是吸气结束的地方

也就是这个齿是吸气结束的地方

那么同样的

这一个齿所转的角度

事实上就是吸气角

所以说我们把排气的开始角

跟内压缩转角

以及吸气过程角都已经

挂钩了起来

那么从这一个几何图形上看

α1d就等于

β角加上扭转角

减去内压缩转角

就是这个公式

而贝β角我们通过前面

吸气孔口设计的时候我们知道

β角等于2π减去

吸气孔口角，再减去2π/z1

那就可以得到阳转子侧的排气

开始角，如下表示

那么通过运动学的关系

我们同样得到阴转子侧的排气开始角

那么通过这两个方程

我们就可以得到轴向的排气孔口的形状

那么如图所示

我们看到轴向的排气孔口形状就

由123456781来组成

那么12是阳转子齿的后半齿型

67是阴转子齿的后半齿形

78和81是阴阳转子的外圆

56、23是阴、阳转子的齿根圆

345是啮合线

那么我们从图中也可以看出

整个排气孔口

也不希望布置在啮合线区域里面

因为一旦布置在啮合区域里头的话

排气过程有可能跟吸气过程

会像连通

那么从这里我们就可以得到了一个

螺杆压缩机的一个轴向的排气孔口

那么它的开始角是α1d

那么接下来我们来看一个

实际的型线

它所处的排气孔口

那么也是按照前面所说的方法计算得到

那么有了轴向的排气孔口之后

我们完全可以来算出

或者说可以来得到它的

径向的排气孔口

我们只要把它们

AB两点所处的

阴阳转子的齿顶

沿着螺旋线方向给它画出来

再展开

就可以得到径向的排气孔口

那么如这个所示

那么我们来看一下实际的排气孔口的

实例

如何在3D模型里面显示出来

那么在这里我们

没有画出来它的转子的外圆

因为这里是一个总的排气孔口

那么既然是排气

那我们就把这个打通了

那么同样的它的径向的排气孔口

如这里所示

这是它的一个径向的排气孔口

那么这两个角度是一致的

那么当然在制冷压缩机里面

有可能

径向的排气孔口所处的内容积比

跟轴向的排气孔口所处的内容积比

是不一致的

那么我们接下来看一下我们排气孔口角度的

一个主要决定因素

那么前面跟我们吸气孔口差不多

一个是转子的型线

一个是扭转角

还有一个就是齿数比

那么针对于排气孔口

还要决定于

内压缩转角

也就是说内容积比

也起到很大的作用

当内容积比越大的时候

那么排气孔口的开始角

必然会越小

那么对于排气孔口这个知识点

我们就介绍到这里

谢谢大家