Riassunto analitico
In questa tesi viene presentata una modellazione dinamica di un compressore ermetico alternativo in condizioni non stazionarie.
I compressori ermetici sono presenti nei sistemi refrigeranti domestici in frigoriferi, congelatori e impianti di aria condizionata, e il loro successo sul mercato dipende fortemente dal rumore irradiato durante il loro funzionamento. Analisi dinamiche su questo tipo di macchine sono di primaria importanza per gli ingegneri nel processo di design di nuovi prodotti.
Nella maggiore parte dei lavori su compressori alternativi è stata considerata una velocità costante del meccanismo, ipotesi non realistica per via del caricamento esercitato dal gas sul pistone e per l'inerzia variabile del meccanismo: in questa tesi l’autore vuole studiare gli effetti vibratori sul compressore dovuti alla velocità variabile del meccanismo.
I primi capitoli presentano una revisione della teoria dei contatti lubrificati ed Hertziani, usati successivamente per la formulazione dei modelli proposti dall'autore.
Il primo intende simulare la dinamica di corpo rigido del compressore assemblato, in cui tutti i membri del meccanismo sono considerati perfettamente rigidi e gli effetti dei giochi dei meccanismi sono trascurati. La validazione è stata ottenuta confrontando i risultati ottenuti da un software commerciale multi-body con quelli ottenuti da un codice analitico di derivazione Lagrangiana.
Il secondo modello si propone di studiare gli effetti dovuti ai giochi nel meccanismo, per i quali la formulazione dei contatti spiegata nei capitoli iniziali è stata usata. I cuscinetti lubrificati a sostentazione idrodinamica presentano fenomeni di instabilità , particolarmente in rotori poco caricati rotanti ad alte velocità. La stabilità dei cuscinetti è stata studiata in relazione al caso in esame.
Nella parte finale di questo lavoro sono presentati i risultati e le conclusioni, insieme ai possibili proseguimenti di questo lavoro.
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Abstract
In this thesis a dynamic modelling of a hermetic reciprocating compressor is presented.
Hermetic compressors are present in domestic refrigeration systems in devices as fridges, freezers and air conditioning systems, and their success on the market strongly depends on the irradiated noise. Dynamic analysis of such machines is of primary importance to support engineers in the design process.
In most of the works on reciprocating compressors the hypothesis of constant mechanism speed has been used, assumption widely known as unrealistic due to the load applied on the piston and the variable mechanism inertia: in this thesis the author wants to investigate on the vibratory effects of the compressor assembly due to the non-constant mechanism speed.
The first chapters present a literature review of the analytical formulation of dry and lubricated contacts, used in the following two sections to formulate the dynamical models proposed by the author.
The first one simulates the rigid body dynamics of the compressor assembly, in which all the mechanism members are considered as perfectly rigid and no effects due to the joints clearance are taken under account. This validation has been performed comparing the results obtained from a multi body commercial software and an analytical Lagrangian derived self written code.
The second model proposed investigates the effects of joints clearances, for which an analytic formulation of lubricated and dry contacts explained in the beginning of the thesis have been used. Lubricated journal bearing presents phenomenon of fluid-induced instability, typical of lightly loaded high speed rotors. The stability of journal bearings has been studied for the case in question.
In the last part of the thesis is results and conclusions of this work are presented, as well as future work.
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