为提高高压水射流在辅助大型沉井沉降施工中的效率,对水射流关键元件喷嘴进行选型和结构优化,要求射流具备高能量、低衰减特性。从4类回转形喷嘴中优选速度衰减小的喷嘴,确定合理的速度衰减研究指标,再结合尺寸参数设计正交实验,利用回归分析建立预测模型,可以确定各个尺寸参数对速度指标的影响程度。由高压泵站输入压力和流量确定喷嘴的最大直径,再由预测模型确定最佳喷嘴是出口直径2.8 mm、入口直径5.26 mm、收缩角为12.3°的锥形喷嘴。

针对双螺杆压缩机螺距更改时其性能参数的变化,首先,探索双螺杆压缩机性能主要影响因素,并推导主要因素接触线长度、泄漏三角形面积以及面积利用系数的计算公式;然后,使螺杆的螺距按照一定规律的变化,分析螺距变化对双螺杆压缩机性能的影响,通过MATLAB绘制螺杆的螺旋展开线并对螺旋线连续性进行分析;最后,得到一段式、两段式、三段式变螺距螺杆转子对压缩机性能的影响。结果表明,中间段变螺距对双螺杆压缩机性能有明显的提升效果。

采用反向设计方法(啮合线法)对双螺杆压缩机转子型线设计研究。推导出能表征双螺杆压缩机综合性能的表达式,为灵活设计,将NURBS引入螺杆转子啮合线的设计研究中,在已知基本参数条件下,对啮合线的基点进行确定。根据基点啮合线进行分段。基于NURBS控制点具有局部控制的机制,以综合性能指标为寻优函数,对分段的啮合线进行寻优反向设计转子型线。

提出基于啮合线法和NURBS曲线的螺杆转子型线设计方法。在啮合线法求转子型线过程中,结合龙贝格求积公式,求解NURBS曲线的包络条件,实现只由控制点、权因子和节点矢量决定的整段式的NURBS曲线啮合线的反向设计。通过该方法得到误差在0.5μm以内的复盛型线,验证了利用NURBS曲线进行螺杆转子反向设计的可行性。并利用NURBS曲线的局部修改性对型线进行性能优化,使转子的泄露三角形面积减少了5%,面积利用系数上升了1%。为双螺杆压缩机转子型线优化设计提供了一种理论和方法。

针对实际当中阴阳转子之间的啮合间隙和转子与气缸内壁的间隙最大只有不到几十微米的情况，克服了Fluent动网格计算时为了尽量避免计算过程中出现负体积网格的现象而要将模型间隙放大至毫米级以便画出高质量体网格的不足点，探索出了一... 展开更多

针对双螺杆压缩机流体域形状复杂并随时间变化的特点,运用STAR CCM＋软件进行计算流体动力学（CFD）分析,并搭建试验平台验证分析结果的准确性。通过对比仿真监测点和与之相对应的试验实测点的压力,两者在压力值和压力波动周期等方面具有较好的一致性,验证了CFD分析结果的可信度。

鉴于啮合线与转子型线的一一对应关系，且其能够反映出转子型线的某些重要性能参数，针对传统的”转子法”和”齿条法”设计方法的不足，采用从啮合线推导双螺杆压缩机阴、阳转子型线的啮合线法，并将B样条曲线作为啮合线的组成曲线，实现对转子齿形的局部快捷调整，更加方便控制啮合线的形状。在现有转子型线的基础上，基于B样条曲线设计了一条啮合线，反推出阴阳转子型线，对最终得到的转子型线在不同工况下进行CFD模拟计算，分析其内部流场特性，与传统设计结果进行对比研究，最后通过实验有效验证了模拟结果的可靠性，进一步为双螺杆压缩机的可靠性设计提供了一种新的设计手段。

通过参数驱动的三维模型具有尺寸可变、易于修改等特性。运用Unigraphic（sUG）这一具有强大的参数化设计功能的三维软件可实现参数化设计意图。对于形状复杂零件的参数化建模过程需经过分步建模,再坐标更换才能实现。坐标更换时,包括定位尺寸的每个尺寸都应设为可变参数;分步建模分界面的选择应遵循建模过程最简单的原则,同时保证尺寸和形状约束完整。