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摘 要:本文首先对空调器管路设计工作中存在的问题进行了简要介绍,在对空调机制冷系统进行分析的基础上,提出了改良模型.实践结果表明,计算结果与实测值相符,说明本次研究所采用的方法是科学、有效的.
空调器:3 空调器管路系统零部件介绍
关键词:空调器 管路振动 设计优化
中图分类号:TH122 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2011)07(a)-0071-01
根据有关部门对国内空调产品故障调查的结果,故障率排名第一的是冷媒系统的故障,而在冷媒系统故障中,大部分是由铜管破裂造成的.究其原因,主要是管路的振动应力过大所致.空调系统的管路振动主要来自于回气管和压缩机,如果这两根管线长期因为冷媒、激振的流动而处于受迫振动的状态,就非常容易发生疲劳,最终导致断裂.另外,管路的振动还会在很大程度上导致噪声,如果压缩机得到振动速度与给予的外力方向一致,外力就会对管路系统做政工,振动噪声就会随着系统能量的增加而明显增大,同时,噪声还会沿着制冷管路传递到箱外,形成箱体共鸣.所以,只有做好空调器制冷系统的管路设计工作,才能有效避免管路的振动,降低或消除噪声.
1.空调机制冷系统分析
在Pro/E的环境下建立空调器制冷系统的三维几何模型.模型通过ANSYS软件的专用接口导入ANSYS环境,并通过定义单元实常数、单元类型、材料特性以及划分网格等最终完成有限元模型的建立.其中,模型的节点数为15025,单元数为13499.
1.1 模态分析
对空调管路的振动特性进行分析,对包括相应振型和频率的固有动力特性进行确定,以免出现管路结构与压缩机固有频率相似的情况发生.
1.2 谐响应分析
所谓谐响应,就是指结构在周期性的、持续在和的作用下所产生的持续周期谐响应,在空调器的制冷系统中,压缩机会受到来自旋转不平衡离心力的作用,而这一离心力会随着转自的转动呈现出周期性的变化,最终导致管路系统出现谐响应.对于谐响应的分析大多在模型分析的基础上进行,通过分析,可以对空调器压缩机在正常工作的状态所产生的周期激励下的管路系统各节点应力相应和动态位移的有关情况.
对于原始模型的谐响应计算结果如下:(1)最大应力为32MPa,(2)最大位移为1.607mm.根据这一结果,我们可知压缩机的运转频率为47Hz,在第九阶模态容易发生共振,因此应注意避免.另外,根据以往的工作经验,最大应力和最大位移一般需要控制在18MPa和0.85mm一下,根据对谐响应的计算机ieguo,最大应力和最大位移都相对偏高.
2.改进模型
对管路的有限元模型1和2进行了相应的改动,主要改动集中在回气管的管形上,同时,通过同样的方式进行模态分析,结果详见表1.
从模态分析结果我们可以看出,模型2的模态分布是最好的,固有频率中没有出现与压缩机运转频率47Hz接近的固有频率.而谐响应计算结果(表2)则显示出模型2的最大应力为10.548MPa,最大位移为0.846mm,均为最小.对噪声值的实际测量结果显示,根据模型2制作的样机实测值最小,与计算结果相符.说明根据模型2进行空调器管路的制作最好.
3.结语
本文在对空调器的管路、压缩机等结构所组成的制冷系统进行分析的基础上,建立了对振动进行分析的有限元模型和力学模型,并根据所建立的模型进行了谐响应和模态分析,计算出的结果与实际运行的情况相符,说明通过通用有限分析软件对空调器的管路进行动力学分析是科学、准确、有效的.
参考文献
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空调器引用文献:
[1] 管路专升本毕业论文范文 船舶相关参考文献格式范文10000字
