螺杆压缩机仿真：Simerics 螺杆压缩机网格模板介绍

我爱汽轮机仿真 2023年6月12日浏览：1685 收藏：1

螺杆式压缩机又称螺杆压缩机，分为单螺杆式压缩机及双螺杆式压缩机。由于其结构简单、易损件少，能在大的压力差或压力比的工况下工作，排气温度低，对制冷剂中含有大量的润滑油不敏感，有良好的输气量调节性，螺杆式压缩机广泛地应用在冷冻、冷藏、空调和化工工艺等制冷装置上。此外，以螺杆式压缩机为主机的螺杆式热泵广泛应用在采暖空调方面，有空气热源型、水热泵型、热回收型、冰蓄冷型等。

其中，单螺杆压缩机主要由一个圆柱形螺杆、两个平面星轮和机壳组成的。螺杆和星轮组成啮合副装在机壳内，由螺杆槽、星轮、机壳组成密封容积变化的气腔。当螺杆主轴在外部电机的驱动下运转时，星轮也随着螺杆运转。两个星轮将螺杆分成对称独立的封闭空间，当螺杆转动时,星轮在螺旋槽内相对运动，改变星轮、螺旋槽、机壳组成的密封空间的大小，实现吸气、压缩、排气的过程。

螺杆压缩机仿真：Simerics 螺杆压缩机网格模板介绍的图1

图1 单螺杆压缩机

单螺杆压缩机虽然具有零部件少、重量轻、机械效率高、噪声低和振动小等优势，但由于其结构紧凑，压缩机转子齿顶密封齿与壳体之间的泄露间隙非常小，使得其三维CFD仿真变得十分困难。

针对螺杆压缩机结构复杂、泄露间隙小，且仿真过程中存在高质量网格生成困难、耗时长的问题，流体机械和系统虚拟仿真软件Simerics-MP/MP+配备了专业的螺杆压缩机网格模板，可以根据螺杆压缩机结构特点（如：螺杆轴的类型是否存在截面变化、横向运动方式、间隙尺寸等）一键生成高质量的网格。

螺杆压缩机仿真：Simerics 螺杆压缩机网格模板介绍的图2

图2 螺杆压缩机一键式网格生成界面

Simerics-MP/MP+ 网格技术

高度自适应的二叉树笛卡尔网格技术：

Simerics软件拥有自动化的笛卡尔网格生成器，有助于便利的生成CFD求解器可以高效求解的高质量网格。该网格生成器采用专有的几何等角自适应二元树（CAB）算法。CAB算法在由封闭表面构成的体域生成迪卡尔网格，在靠近几何边界，CAB自动调整网格来适应几何曲面和几何边界线。为了适应关键性的几何特征，CAB通过不断的分裂网格来自动的调整网格大小，这是利用最小的网格分辨细节特征的最有效方法。

Simerics-MP+运动机械模板网格技术 ：针对不同的运动机械模型，提供了一个模板化的网格生成器，通过一键式的操作专门生成运动机械转子部分的网格，如齿轮箱啮合齿轮、离心泵、新月泵、滚动活塞压缩机、螺杆压缩机等的网格。这里主要介绍Simerics软件中螺杆压缩机网格模板的使用。

以下内容主要为 Simerics- MP+ 螺杆泵网格模板界面（图2所示）中各参数含义及设置方法：

转子区域网格尺寸（Rotor Mesh Size）

Simerics-MP+允许通过选择下面指定的参数来控制螺杆腔室中网格的大小：