變基圓半徑渦旋膨脹機型線參數的優化選取

彭 斌，蔣 龍，王永強

（蘭州理工大學機電工程學院，甘肅蘭州730050）

自1984年Morishita首次建立圓漸開線渦旋型線的分析模型后，各國學者開始對渦旋機械進行深入研究。如：Matsuba等人對渦旋壓縮機的發展進行了總結和展望［1］；Lindsay等人研究了制造功能性渦旋壓縮機時圓漸開線渦旋型線所需具備的幾何特性［2］；Chen等人建立了渦旋壓縮機的工作模型，并對其工作時的受力、熱傳遞和泄漏情況進行了分析［3］；王向紅對渦旋膨脹機的泄漏損失進行了數值計算和分析［4］；Wang等人對渦旋壓縮機渦旋型線的數學模型進行了推導［5］。

雖然圓漸開線渦旋型線的數學模型較為成熟，且由其展成的渦旋機械較容易加工，但該渦旋型線展成時的可變參數較少，很難通過改變參數來提升渦旋機械的性能，因此學者們開始尋求可提升渦旋機械性能的新型線。Qing等人提出了一種膨脹腔腔體不對稱的渦旋壓縮機，并對其性能進行了研究［6］；Hwang等人提出了以橢圓為基準所展成的渦旋型線［7］；王吉岱等人對采用變基圓半徑漸開線型線的渦旋膨脹機進行了研究，并推導了其工作腔容積的計算公式［8］；Wang等人研究了多種漸開線的性能特點，提出了渦旋型線嚙合的計算方法［9］；Shaffer等人建立了多種由齒頭修正后的幾何模型，并基于預設的幾何參數對修正后渦旋型線展成的膨脹機的吸氣腔容積進行了計算［10］。

變基圓半徑渦旋型線是指其基圓半徑隨著展開角增大而連續變化的漸開線，由其展成的渦旋齒壁厚會隨著展角逐漸變大或變小，從而實現性能的改變。……