沈小丽，邵中魁，黄建军，王尔亦

(浙江省机电设计研究院有限公司，浙江 杭州 310051)

1 引言

无油涡旋空压机是一种新型的容积式流体机械，具有节能高效、结构紧凑、绿色环保、低噪静音等优点。且由于压缩腔内无须添加润滑油，使其还具有压缩气体高度洁净的突出优势，可广泛应用于食品医疗、精细化工、精密喷涂、燃料电池等需要清洁气源的场合[1][2]。

无油涡旋空压机结构特殊，其压缩腔依靠动静盘之间的微小间隙实现密封，啮合间隙一般仅为10～40 μm，当精度不足时可能使涡旋齿发生摩擦甚至干涉咬死或断裂。为精准控制啮合间隙，不仅须提高机器的加工装配精度，还须深入分析其运行时压缩腔内的压力场、温度场等，并进行应力应变分析。Ooi K T等[4]建立了涡旋压缩机二维的工作腔模型，用有限元计算的方法分析了压缩腔内流体温度、速度和压力的分布情况，分析结果表明难以通过几个简单的集中参数准确预测压缩腔内的换热情况。Blunier B等[5]对空调用涡旋压缩机进行了几何和热力学分析，并基于实验和理论推导建立了压缩机的热力学模型。章大海等[6]运用FLUENT中非一致网格技术成功进行了涡旋压缩机的三维非稳态数值模拟，发现了涡旋压缩机工作腔内的周向流场分布和不均匀瞬态温度场及泄漏导致的局部涡流现象。但在相关分析中有限元模型的设置未基于实际样机，因此少见与与实验结果的对比分析。

本文针以无油涡旋空压机为研究对象，开展空压机压缩腔流场的有限元分析及性能试验研究。……