電動汽車空調(diào)壓縮機內(nèi)流場仿真

肖根福　樂宋進(jìn)

摘 要：針對電動汽車空調(diào)無油渦旋壓縮機的真實使用環(huán)境進(jìn)行分析，簡化了幾何模型，設(shè)定了工質(zhì)，用湍流模型模擬了內(nèi)部流動過程。全面展示了壓縮機的內(nèi)流場，為空調(diào)壓縮機的優(yōu)化設(shè)計和應(yīng)用提供了重要的參考。

關(guān)鍵詞：電動汽車；空調(diào)；無油渦旋壓縮機；流場

中圖分類號：U469.72；U463.85+1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）16-0109-02

電動汽車比燃油汽車更節(jié)能、更環(huán)保，它的應(yīng)用是解決城市病的重要方法之一。但是，目前電池技術(shù)尚未突破，電動汽車的行程會受空調(diào)能耗的影響，這就要求我們必須要深入研究汽車空調(diào)的內(nèi)部機理。電動汽車的空調(diào)與燃油汽車的空調(diào)有兩點不同：①燃油汽車的空調(diào)壓縮機是由發(fā)動機帶動，而電動汽車的空調(diào)壓縮機是由電動機帶動；②燃油汽車的空調(diào)可以利用發(fā)動機的燃燒余熱，而電動汽車的空調(diào)沒有余熱可用。

渦旋式壓縮機是新一代壓縮機，在空調(diào)領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。隨著計算機技術(shù)的快速發(fā)展，運用計算流體力學(xué)（Computational Fluid Dynamics，CFD）開展的研究具有信息完整、可視化程度高等優(yōu)點，同時，這也成為了新的研究熱點。馮健美將CFD技術(shù)用于計算渦旋空氣壓縮機的排氣過程，李超等用CFD技術(shù)分析了一個月形壓縮腔的內(nèi)部流場。

針對電動汽車空調(diào)壓縮機的真實使用環(huán)境，本文采用R134a工質(zhì)，選定了合理的幾何模型，用湍流模型模擬了排氣流動過程，全面展示了渦旋壓縮機旋轉(zhuǎn)過程中的流場變化。

1 理論模型

1.1 物理模型

渦旋壓縮機容積腔的軸向投影如圖1所示。在偏心軸的推動下，月形壓縮腔不停地變小，進(jìn)而完成氣體壓縮，排氣孔則位于壓縮腔的中央位置。

1.2 控制方程

采用質(zhì)量、動量、能量守恒方程來描述壓縮腔腔內(nèi)的流動過程，通過定義統(tǒng)一的變量Φ，則這幾個控制方程可以表示成通用形式：

摘 要：針對電動汽車空調(diào)無油渦旋壓縮機的真實使用環(huán)境進(jìn)行分析，簡化了幾何模型，設(shè)定了工質(zhì)，用湍流模型模擬了內(nèi)部流動過程。全面展示了壓縮機的內(nèi)流場，為空調(diào)壓縮機的優(yōu)化設(shè)計和應(yīng)用提供了重要的參考。

關(guān)鍵詞：電動汽車；空調(diào)；無油渦旋壓縮機；流場

中圖分類號：U469.72；U463.85+1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）16-0109-02

電動汽車比燃油汽車更節(jié)能、更環(huán)保，它的應(yīng)用是解決城市病的重要方法之一。但是，目前電池技術(shù)尚未突破，電動汽車的行程會受空調(diào)能耗的影響，這就要求我們必須要深入研究汽車空調(diào)的內(nèi)部機理。電動汽車的空調(diào)與燃油汽車的空調(diào)有兩點不同：①燃油汽車的空調(diào)壓縮機是由發(fā)動機帶動，而電動汽車的空調(diào)壓縮機是由電動機帶動；②燃油汽車的空調(diào)可以利用發(fā)動機的燃燒余熱，而電動汽車的空調(diào)沒有余熱可用。

渦旋式壓縮機是新一代壓縮機，在空調(diào)領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。隨著計算機技術(shù)的快速發(fā)展，運用計算流體力學(xué)（Computational Fluid Dynamics，CFD）開展的研究具有信息完整、可視化程度高等優(yōu)點，同時，這也成為了新的研究熱點。馮健美將CFD技術(shù)用于計算渦旋空氣壓縮機的排氣過程，李超等用CFD技術(shù)分析了一個月形壓縮腔的內(nèi)部流場。

針對電動汽車空調(diào)壓縮機的真實使用環(huán)境，本文采用R134a工質(zhì)，選定了合理的幾何模型，用湍流模型模擬了排氣流動過程，全面展示了渦旋壓縮機旋轉(zhuǎn)過程中的流場變化。

1 理論模型

1.1 物理模型

渦旋壓縮機容積腔的軸向投影如圖1所示。在偏心軸的推動下，月形壓縮腔不停地變小，進(jìn)而完成氣體壓縮，排氣孔則位于壓縮腔的中央位置。

1.2 控制方程

采用質(zhì)量、動量、能量守恒方程來描述壓縮腔腔內(nèi)的流動過程，通過定義統(tǒng)一的變量Φ，則這幾個控制方程可以表示成通用形式：

摘 要：針對電動汽車空調(diào)無油渦旋壓縮機的真實使用環(huán)境進(jìn)行分析，簡化了幾何模型，設(shè)定了工質(zhì)，用湍流模型模擬了內(nèi)部流動過程。全面展示了壓縮機的內(nèi)流場，為空調(diào)壓縮機的優(yōu)化設(shè)計和應(yīng)用提供了重要的參考。

關(guān)鍵詞：電動汽車；空調(diào)；無油渦旋壓縮機；流場

中圖分類號：U469.72；U463.85+1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）16-0109-02

電動汽車比燃油汽車更節(jié)能、更環(huán)保，它的應(yīng)用是解決城市病的重要方法之一。但是，目前電池技術(shù)尚未突破，電動汽車的行程會受空調(diào)能耗的影響，這就要求我們必須要深入研究汽車空調(diào)的內(nèi)部機理。電動汽車的空調(diào)與燃油汽車的空調(diào)有兩點不同：①燃油汽車的空調(diào)壓縮機是由發(fā)動機帶動，而電動汽車的空調(diào)壓縮機是由電動機帶動；②燃油汽車的空調(diào)可以利用發(fā)動機的燃燒余熱，而電動汽車的空調(diào)沒有余熱可用。

渦旋式壓縮機是新一代壓縮機，在空調(diào)領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。隨著計算機技術(shù)的快速發(fā)展，運用計算流體力學(xué)（Computational Fluid Dynamics，CFD）開展的研究具有信息完整、可視化程度高等優(yōu)點，同時，這也成為了新的研究熱點。馮健美將CFD技術(shù)用于計算渦旋空氣壓縮機的排氣過程，李超等用CFD技術(shù)分析了一個月形壓縮腔的內(nèi)部流場。

針對電動汽車空調(diào)壓縮機的真實使用環(huán)境，本文采用R134a工質(zhì)，選定了合理的幾何模型，用湍流模型模擬了排氣流動過程，全面展示了渦旋壓縮機旋轉(zhuǎn)過程中的流場變化。

1 理論模型

1.1 物理模型

渦旋壓縮機容積腔的軸向投影如圖1所示。在偏心軸的推動下，月形壓縮腔不停地變小，進(jìn)而完成氣體壓縮，排氣孔則位于壓縮腔的中央位置。

1.2 控制方程

采用質(zhì)量、動量、能量守恒方程來描述壓縮腔腔內(nèi)的流動過程，通過定義統(tǒng)一的變量Φ，則這幾個控制方程可以表示成通用形式：