建立了一种涡旋膨胀机的三维模型,利用PumpLinx流体计算软件,模拟和分析了不同径向间隙对涡旋膨胀机性能和涡盘受力情况的影响.结果表明,径向间隙增加0.15mm时,涡旋膨胀机的输出功和扭矩的平均值分别减小4.48%和3.35%,涡盘所受的压力则会增长3.79%;径向间隙每增长0.05mm,涡旋膨胀机入口平均质量流量增长19.57%;径向间隙从0.042mm增长到0.192mm,涡盘所受径向气体力大小从100N减小到0N再增加到100N,其方向发生改变,并在主轴转角为225°附近出现最大值,而切向气体力大小变化则相对不明显,但波动加剧.

搭建了以压缩空气为工质的涡旋膨胀机性能测试平台,研究了涡旋膨胀机润滑油量和进出口工质参数对其输出性能的影响。结果表明：油气比在0.4%~10.0%范围内涡旋膨胀机输出功率和效率稳定不变;涡旋膨胀机输出功率随进出口压比的增大而增大,等熵效率受欠膨胀损失影响随进出口压比的增大而降低;涡旋膨胀机输出功率、等熵效率和容积效率均随转速的增大而增大,机械效率随转速的增大而降低,膨胀机运行效率在转速为2600r/min时达到最大值58.9%。