相似理论在离心式压缩机变工况中的应用
双级压缩制冷装置中间压力和压力的确定
双级压缩制冷装置中间压力的确定
论文作者:吴春江
摘要:随着制冷技术的发展,对于用冷量大的系统采用单机双级压缩制冷装置已不是最佳方案,而采用单机配打双级压缩制冷装置得到越来越广泛的应用。本文主要介绍双级压缩制冷过程中间压力对制冷系数的影响,从而为设计单机配打双级压缩制冷装置时,合理的选择中间压力提供依据。
关键词:制冷工况蒸发压力冷凝压力
0、引言
随着我国国民经济和社会的发展,双级压缩制冷技术已在国防、科研、化工、医院、食品等建筑中广泛应用,从而使国民经济和社会发展用于制冷技术方面的能耗逐年增长。一些单位或工厂企业使用双级压缩制冷技术面越来越广,而对于单机配打双级压缩制冷装置设计使用过程中的通常是简单选择中间温度,也因为目前国内、外对于双级压缩制冷中间温度没有系统的标准,实际运行过程中具有一定的随意性,从而导致双级压缩冷冻机经常不处于最大制冷系数的工况下工作,影响整套设备的制冷效果,不利于节能要求。
我国的节约能源法中指出,节能是指加强用能的管理,采取技术可行、经济合理以及环境和社会可以承担的措施,减少从能源生产到消费各个环节中的损失和浪费,更加有效、合理地利用能源。节能还包括再生能源和新能源的开发利用。节能对于我国现代化建设来说,具有更重大的意义。目前,全国各地电力十分紧张,但所需能量也在迅速增长。由此要求我们制冷专业人员在设计、施工到运行管理的各个环节中都应通力合作,才能实现节能的目的。
1、双级压缩制冷系统的基本类型及制冷经济技术指标
两级压缩制冷机是将压缩过程分为两次来实现,系将来自蒸发器压为为Pe的低压制冷剂蒸气先用低压压缩机(或压缩机的低压级)压缩到中间压力Pm,然后再用高压压缩机(或压缩机的高压级)压缩到冷凝压力Pc。因此,它需要用两台压缩机(或使用双级压缩机)。现在,对于活塞式和螺杆式压缩机,大多是选用单级压缩机组合成两级压缩制冷机,而不专门针对两级压缩制冷的要求设计和生产高压及低压压缩机。
双级压缩制冷装置中间压力和压力的确定
双级压缩制冷装置中间压力的确定
论文作者:吴春江
摘要:随着制冷技术的发展,对于用冷量大的系统采用单机双级压缩制冷装置已不是最佳方案,而采用单机配打双级压缩制冷装置得到越来越广泛的应用。本文主要介绍双级压缩制冷过程中间压力对制冷系数的影响,从而为设计单机配打双级压缩制冷装置时,合理的选择中间压力提供依据。
关键词:制冷工况蒸发压力冷凝压力
0、引言
{
随着我国国民经济和社会的发展,双级压缩制冷技术已在国防、科研、化工、医院、食品等建筑中广泛应用,从而使国民经济和社会发展用于制冷技术方面的能耗逐年增长。一些单位或工厂企业使用双级压缩制冷技术面越来越广,而对于单机配打双级压缩制冷装置设计使用过程中的通常是简单选择中间温度,也因为目前国内、外对于双级压缩制冷中间温度没有系统的标准,实际运行过程中具有一定的随意性,从而导致双级压缩冷冻机经常不处于最大制冷系数的工况下工作,影响整套设备的制冷效果,不利于节能要求。
我国的节约能源法中指出,节能是指加强用能的管理,采取技术可行、经济合理以及环境和社会可以承担的措施,减少从能源生产到消费各个环节中的损失和浪费,更加有效、合理地利用能源。节能还包括再生能源和新能源的开发利用。节能对于我国现代化建设来说,具有更重大的意义。目前,全国各地电力十分紧张,但所需能量也在迅速增长。由此要求我们制冷专业人员在设计、施工到运行管理的各个环节中都应通力合作,才能实现节能的目的。
1、双级压缩制冷系统的基本类型及制冷经济技术指标
两级压缩制冷机是将压缩过程分为两次来实现,系将来自蒸发器压为为Pe的低压制冷剂蒸气先用低压压缩机(或压缩机的低压级)压缩到中间压力Pm,然后再用高压压缩机(或压缩机的高压级)压缩到冷凝压力Pc。因此,它需要用两台压缩机(或使用双级压缩机)。现在,对于活塞式和螺杆式压缩机,大多是选用单级压缩机组合成两级压缩制冷机,而不专门针对两级压缩制冷的要求设计和生产高压及低压压缩机。
相似原理的应用及意义
相似原理的应用及意义
1. 引言
相似原理是一种在不同领域中广泛应用的原理。它基于两个物体或系统在某些
方面的相似性,认为它们在其他方面也可能存在相似性。在科学和工程领域,相似原理被广泛运用于模型及实验设计、数据分析和问题求解等方面。本文将探讨相似原理的应用及其意义。
2. 应用案例
2.1 流体力学
在流体力学中,相似原理被广泛用于设计和测试模型。通过将实际流体系统缩
小到实验室规模的模型上,可以以更低的成本和风险进行实验研究。相似原理要求模型和实际系统在某些关键参数上具有相似性,如雷诺数、马赫数等。通过观察模型在试验中的表现,可以预测实际系统的行为,并进行设计优化。
2.2 结构力学
在结构力学中,相似原理被用于评估结构的强度和刚度。通过设计和测试规模
缩小的模型,可以推断实际结构的响应。相似原理要求模型和实际结构在几何形状和材料特性上具有相似性。通过加载模型并观察其变形和破坏模式,可以为实际结构的设计和评估提供有价值的参考。
2.3 电子电路
在电子电路领域,相似原理常常被用于设计和测试电路。通过将高频率电子电
路缩小到较低频率的模型上,可以更容易地进行实验和测试。相似原理要求模型和实际电路在电学参数和传输特性上具有相似性。通过观察模型在模拟条件下的行为,可以推断实际电路的性能,并进行设计优化。
3. 相似原理的意义
3.1 降低成本和风险
相似原理的应用可以大大降低实验和测试的成本和风险。通过使用模型进行预
测和优化,可以减少对实际系统的依赖,从而减少开发和测试的时间和资源消耗。相似模型的应用可以在实验室条件下模拟实际系统的行为,降低了测试的复杂性和难度。
蜂窝-梳齿密封模型级的确定与相似设计准则的建立
关键字:蜂窝密封;模型;相似原理;设计准则
II
沈阳理工大学学士学位论文
Abstract
Honeycomb seal is a non-contact senior seal technology for the conditions of high temperature and high pressure in the aerospace industry.In recent decade years, honeycomb seal technology has become a very important branch of mechanical seal industry.Compared with the traditional seal,the biggest characteristic of honeycomb seal is that it can improve the stability of the rotor, and can reduce leakage, improve efficiency and reduce operation and maintenance costs. The research of domestic and foreign on and application of honeycomb seal are mainly concentrated in gas turbine, aviation engine, high-speed turbine pumps and centrifugal gas compressors, etc. Through widely collecting and reading the information of this researching field at home and abroad,I choose some basic level model as a basis,and through studying the similarity theory, in these models based on the level, to design principle of analogy with similarity theory and finally established a series of design criteria. In the end,to validate and analysis the correctness of design criterion through calculating some actual engineering instances.
MRC压缩机的选型研究
MRC压缩机的选型研究
李梦阳
【期刊名称】《今日制造与升级》
【年(卷),期】2021()12
【摘要】MRC(混合冷剂)压缩机作为LNG深冷液化工艺流程中关键运转设备,是将气态低压混合冷剂压缩的设备,高温高压气体冷凝后的气液混合物进入冷箱换热器,对干燥脱汞后的净化合成天然气(SNG)进行冷却降温,产出液化天然气(LNG)。对比、分析单轴和多轴离心式压缩机,为压缩机选择提供一种依据。
【总页数】2页(P69-70)
【作者】李梦阳
【作者单位】山东钢铁集团日照有限公司焦化厂
【正文语种】中文
【中图分类】TH452
【相关文献】
1.加气站压缩机设备选型研究
2.基于完整性管理的压缩机选型方案研究
3.基于相似理论进行超压气球离心压缩机选型方法研究
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5.大型LNG接收站BOG压缩机的选型方案研究
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相似原理在化工中的应用
相似原理在化工中的应用
1. 什么是相似原理
相似原理是指在物理学和工程学中,通过尺寸、速度、时间和力等因素的调整,使得不同的系统在某些方面呈现出相似的行为和性能。简而言之,相似原理认为,如果两个系统在某些物理特性上具有相似的比例关系,那么它们在其他方面也可能具有相似的行为。
2. 相似原理在化工中的应用
化工是指以物质的化学或物理性质变化为基础,通过一系列化学反应和物理过程,将原料转化为最终产品的工程领域。相似原理在化工中可以被广泛应用,包括但不限于以下方面:
2.1 流体力学的相似原理应用
•在化工反应器设计中,相似原理可以帮助工程师通过调整反应器内的流体速度和尺寸等参数,将实验室中的小尺寸反应器扩大到工业生产中的大尺寸反应器。这有助于降低生产成本,提高生产效率。
•相似原理也可用于液体和气体的管道设计。通过保持管道中液体和气体的流速和流态的相似性,可以预测和优化生产过程中的流体行为。
2.2 传热学的相似原理应用
•在化工热交换器的设计中,相似原理可以帮助工程师通过调整热交换器尺寸和流体流速等参数,在实验室中设计出小尺寸的热交换器,并将其放大到大尺寸的工业热交换器。这有助于提高换热器的传热效率和节约能源。
•相似原理也可用于预测和优化化工过程中的加热和冷却过程,使得工程师能够在实验室中对小尺寸系统进行测试,并将结果应用于大规模的工业生产。
2.3 颗粒物料的相似原理应用
•在化工颗粒物料的输送和分离过程中,相似原理可以被用来解决不同尺寸和性质的颗粒物料的处理问题。通过调整颗粒物料的尺寸和速度等参数,可以实现在实验室中对小尺寸系统的研究,并将其应用于大规模的工业生产。
离心泵的相似理论和比转数
3-3-1离心泵的相似条件
确定两台泵液体流动相似,必须满足三个条件:
1. 几何相似 两泵过流部分各相应的几何尺寸比值相等, 2. 运动相似 两泵各对应点的相应速度方向相同,比值相等
c1 c2 w1 w2 u1 u2 D1n ' ' ' ' ' ' ' c1 c2 w1 w2 u1 u2 D1n
选择题
离心泵调节流量方法中经济性最差的是
A 节流 B 回流 C 变速 D 视具体情况而定
调节。
离心泵理论上径向力不平衡的是_____:
A.导轮非设计工况 C.蜗壳泵流量小于设计工况 B.蜗壳泵流量大于设计工况 D. B和C
wenku.baidu.com
会使离心泵流量增大的是
。
A 排出容器液面升高 B 排出压力增大 C 输油温度适当升高 D 输水温度升高
3-3-2离心泵的相似定律
两台满足相似三条件的离心泵,存在以下
关系。 1,流量相似关系
D2 B2 2 c2 rv Q Q' D'2 B'2 '2 c'2 r 'v
几何相似的泵叶轮出口排挤系数相等
如果尺寸比值不是很大,满足相似三条件
的离心泵ηv = η’v 即可得:
离心式压缩机性能预测方法综
摘要压缩空气储能被认为是最具发展前景的大规模物理储能技术之一,压缩机作为其关键部件对系统整体性能具有重要影响。离心式压缩机具备大流量、高压比、宽工况的运行特性,在压缩空气储能领域相对其他类型压缩机更具优势。受固定容积储气装置充气特性影响,压缩机常运行于非设计工况,对压缩机性能进行准确预测可提高系统效率,减少研发投入。20世纪50年代起,国内外学者对离心式压缩机性能预测开展了大量研究,建立了多种性能预测方法。本文将性能预测方法分为机理建模类、相似换算类与数据驱动类,在总结各方法基本原理及研究进展的基础上,定性分析了各方法在建模周期、预测精度、可移植性及适用场景等方面的差异,并对性能预测未来发展趋势进行了展望,旨在为离心式压缩机性能预测方法的研究与应用提供指导。
关键词离心式压缩机;性能预测;压缩空气储能
压缩空气储能(compressed air energy storage,CAES)具有容量大、寿命长与环境友好等优点,被认为是最具发展前景的大规模储能技术之一。压缩机作为压缩空气储能系统的关键部件,对于系统整体性能具有重要影响。离心式压缩机具备大流量、高压比、宽工况等运行特性,在压缩空气储能领域相对其他类型压缩机更具优势。然而由于储气装置压力变化,CAES压缩机常运行于非设计工况,在设计阶段对压缩机工作范围内性能进行预测能够有效提高系统效率,同时缩短研发周期,降低研发成本。离心式压缩机作为工业生产的核心设备,其性能预测方法一直是学术界与工业界关注的重点。早期性能预测研究内容主要是建立一维流动模型,在1956年首先建立了以损失模型为基础的一维性能预测程序,但研究中缺少部分流动损失机理模型。利用解析方程与经验相关性补充建立了多种损失模型,并提出一种预测压缩机非设计工况性能的程序。在此基础上,建立
传热学相似原理的应用
传热学相似原理的应用
1. 什么是传热学相似原理
传热学相似原理是传热学中的一个重要理论,它是指在相似条件下,不同的物
体或系统之间的传热特性相似。简单来说,当两个物体在传热过程中的温度分布、传热速率等关键参数相似时,我们可以利用传热学相似原理来研究其中一个物体或系统的传热性能。这种原理在实际工程中具有重要的应用价值。
2. 传热学相似原理的应用
传热学相似原理在工程领域的应用非常广泛,下面介绍几个常见的应用场景:
2.1 传热设备设计
在很多工程项目中,需要设计传热设备,如换热器、冷却塔等。采用传热学相
似原理可以帮助工程师快速预测传热设备的性能,并进行参数优化。通过在实验室中制作尺寸缩小的模型,可以利用相似原理进行传热性能测试。通过模型试验得到的数据,结合合适的相似准则,可以推算出实际尺寸的传热设备的性能。
2.2 太阳能热水器性能评估
太阳能热水器是一种利用太阳能将光能转化为热能,为人们提供热水的环保设备。对于新型太阳能热水器的设计和性能评估常常需要进行研究。传热学相似原理可以应用于太阳能热水器的性能预测和评估。通过制作模型,设置合适的传热参数,可以模拟太阳能热水器在实际工作条件下的传热性能,从而快速评估其性能,并进行改进。
2.3 电子设备散热设计
随着电子设备的发展,电子元器件的功耗也越来越高,因此散热问题成为电子
设备设计中的一个重要考虑因素。传热学相似原理可以帮助工程师设计合适的散热系统,通过对小尺寸模型进行实验测试,得到具有相似传热特性的大尺寸电子设备的散热性能。这样可以在设计阶段预测和优化散热性能,提高电子设备的工作效率和可靠性。
流体机械原理_西安交通大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年
流体机械原理_西安交通大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年
1.前向叶轮和后向叶轮相比,前向叶轮做功能力更大。
参考答案:
正确
2.按外形结构划分,离心式压缩机叶轮通常有哪些划分?
参考答案:
闭式叶轮、半开式叶轮、混流式叶轮、双面进气叶轮
3.离心压缩机中,叶轮的主要作用是?
参考答案:
对气体做功或向气体传递能量
4.离心压缩机中,哪种叶轮使用最多?
参考答案:
后向叶轮
5.离心压缩机流道的当量水力直径越小,摩擦损失()。
参考答案:
越小##%_YZPRLFH_%##变小
6.目前三维非定常流动理论已经比较成熟。
参考答案:
错误
7.离心压缩机中的流动损失包括()。
参考答案:
摩擦损失、分离损失、尾迹损失、二次流损失
8.流体机械内流的研究方法主要包括:
参考答案:
流体机械内流理论、流体机械内流测试技术、流体机械内流计算方法
9.流体机械内流的特点:
参考答案:
三维流动_粘性流动_非定常流动_可压缩性
10.离心压缩机流道的扩压因子越大越好,有利于提高其增压能力。
参考答案:
错误
11.离心压缩机中的摩擦损失只存在于通道壁面与流体之间。
参考答案:
错误
12.由于横向涡流的影响,离心叶轮的做功能力()。
参考答案:
下降##%_YZPRLFH_%##降低##%_YZPRLFH_%##减少
##%_YZPRLFH_%##变小
13.叶轮对通过叶轮流道的单位质量的流体所做的功叫做()。
参考答案:
理论功
14.离心压缩机等熵效率小于多变效率,这说明等熵过程的损失要比多变过程的
损失大。
参考答案:
错误
15.当流动存在损失时,欧拉透平机械方程不再适用。
流体力学相似原理的应用
流体力学相似原理的应用
1.背景介绍
流体力学相似原理是流体力学领域中的基本概念,用于描述不同条件下的流体
行为之间的相似性。相似原理指出,当两个流体系统在某些关键参数上具有相同比例尺时,它们的流体行为将具有相似性。这个原理为研究和设计各种工程问题提供了便捷的思路和方法。
2.原理说明
流体力学相似原理建立在物理和数学原理的基础上。当两个流体系统在以下几
个参数上具有相同比例尺时,它们的流体行为将具有相似性:
•几何形状和尺寸
•流体密度
•流体黏度
•流体速度
根据相似原理,可以通过在实验室环境中对小比例模型进行测试,获得与实际
情况相似的流体行为数据,从而进行预测和分析。
3.应用领域
流体力学相似原理的应用非常广泛,以下是几个常见的应用领域:
3.1.飞行器设计
在飞行器设计中,流体力学相似原理被广泛应用于飞行器的气动外形设计。通
过在实验室中制作与实际飞行器大小比例相同的模型,可以模拟飞行器在不同速度下的气动性能。借助相似原理,设计师可以在不实际建造全尺寸原型的情况下,预测和分析飞行器的飞行性能。
3.2.水力工程
在水力工程中,流体力学相似原理被用于模拟和研究各种水工结构的水流行为。通过在实验室中建立与实际大小比例相同的模型,可以研究水流对于不同结构的影响,优化水力工程设计。例如,通过在模型中测试风力发电机组,可以预测在实际风场下的性能表现。
3.3.汽车工程
流体力学相似原理在汽车工程中的应用主要集中在汽车外形设计和空气动力学
性能研究上。通过制作与实际汽车大小比例相同的模型,可以在实验室中测试不同造型和设计对汽车空气阻力的影响。基于相似原理的测试结果,设计师可以优化汽车的外形,降低空气阻力,提高燃油效率。
相似理论在机械工程中的应用探讨
相似理论在机械工程中的应用探讨
相似理论是指通过构建具有相似尺度和相似比例的模型,利用模型试验结果来预测实
际工程系统的性能和行为的一种方法。在机械工程领域,相似理论广泛应用于风洞试验、
船舶水池试验、建筑结构模型试验等工程实践中。
首先,相似理论在风洞试验中的应用非常广泛。风洞试验是模拟风场条件下飞行器运
动的试验方法,对飞行器的气动特性进行分析和评估。通过将实际的飞行器缩小到模型尺度,利用相似理论进行风洞试验,可以在小范围内获取飞行器的气动性能参数。这种方法
可以大大减少试验成本和时间,并且可以更好地理解飞行器在真实飞行环境下的运动特
性。
其次,在船舶水池试验中,相似理论也起到了重要的作用。船舶水池试验是模拟船体
在海洋环境中的运动、荷载和结构响应的试验方法。通过制作船舶的缩比模型,并通过水
池试验获取模型的运动和力学性能参数,可以对实际船体的性能进行预测和评估。相似理
论可以帮助工程师在设计阶段优化船体的结构和性能,提高船舶的安全性和航行性能。
此外,相似理论在建筑结构模型试验中也扮演着重要角色。建筑结构模型试验是利用
建筑结构模型进行荷载和地震作用下的力学效应研究的试验方法。通过将实际建筑的尺度
缩小到模型尺度,并模拟设计荷载和地震荷载作用下的力学效应进行试验分析,可以预测
实际建筑结构的性能和安全性。相似理论可以帮助工程师更好地理解建筑结构的力学特性,并进行结构的优化设计,提高建筑的抗震性能和安全性。
相似理论
相似这个概念首先出现与几何学,几何学里的相似仅是几何尺寸形状大小相似。工程上应用的相似理论是从现象的客观规律出发,结合自身的内部规律及需要满足的外部条件,对其数理方程进行数理演算推出需要的结论。它并不是一个单独的学科,本身内容也说不上多,但是应用范围却甚为广泛。在离心压缩机中的相似主要是研究气体流动的相似性,也就是当气流通过几何上相似的两个系统时,在所有的对应点上,各个同名参数(压力、速度、温度等)的比例均是一个常数,并且可以用一样的方程来表达本质上相同的现象。这样的流动即为相似流动,也称之为气动性能相似。所以,要实现相似流动,首先得保持两个系统的几何相似,其次需要分别保持运动相似、热力相似和动力相似。定义所有对应点同名参数的比值的无量纲常数,我们一般称之为相似系数。通常情况下,相似理论在离心压缩机中的应用主要两个方面:一是设计的时候,根据现有的气动性能良好的机器或者模型级来设计新机器;二是需对己设计制造好的机器进行试验,但试验条件(如进口条件、工质、转速等)难以符合设计条件,要根据试验条件下的机器气动性能正确换算到设计条件下的机器气动性能。通常离心式压缩机机组大,生产制造的成本高,对设计好的机器先制作模型级进行性能试验,然后根据实验的结果换算成实物性能,判断其是否满足设计要求。不满足的话,则需修改,通常这个过程需要多次反复,可见相似理论在设计中有着重要的作用。而在工程上相似理论的另一个作用就是压缩机的性能换算。离心式压缩机因其使用场合、工作介质、环境条件不相同,实际上无法按照工程使用条件进行性能试验。生产制造厂家往往利用易得的介质和常温常压下的进口条件对各类压缩机进行实验,然后再运用相似理论进行性能上的换算,得到实际使用条件下的离心压缩机性能。科研与工程中运用相似理论的目的是为了导出满足相似所需要的条件。也就是在研究离心式压缩机里的相似性问题时,就需导出一个相似准则用来判定流动是否相似。相似准则由描述现象独特物理量构成的无量纲的数,用以表征该现象的特征,相似准则可划分为决定性相似地和非决定性地,其中决定性相似准则决定了两系统是否具有相似性,而两个系统相似的结果是非决定性地相似准则。
离心式压缩机课件1
2、改变了出口速度三角形 由于有限叶片叶轮中存在轴向涡流,不仅使叶道中同一截面 相对速度分布不均匀,而且使叶轮出口速度方向偏离叶片的切 线方向,即β2<β2A,改变了叶轮出口速度三角形。
1、摩擦损失:
气体在压缩机级的流道中流动,因气体粘性的存在,在贴 近流道壁处产生边界层,出现磨擦损失。
规定:贴近壁面有速度梯度的这一气体薄层,称为边界层。
在实际气体速度与理想气体的速度相差>1%的气体层厚 度,称为边界层厚度δ 。
2、分离损失
减少分离损失的措施使控制流道的当量扩张角 θ≤6°~8 ° 经验方法是控制进出口的相对速度比
Sin 2 A )u 2 u 2 (1 2r ctg 2 A 2u 2 z 2
有限多叶片理论能量头系数或周向分速系数
2、级的总耗功、压缩功及功率
压缩机叶轮功耗 ⑴ 叶轮对气体做功。 ⑵ 轮阻损失——当叶轮周围充满气体,叶轮旋转需要克服叶轮 两侧表面及叶轮外缘与气体之间的摩擦损失。 ⑶ 泄漏损失——① 轮盖密封处的泄漏;② 级与级之间的密封 处的泄漏(P115 图3-10)。
离心泵的相似原理
两式联立可得到与W点工况相 似的对应点的参数关系为:
H
Hw Qw2
Q2
相似抛物线
通过作图法可求得w点的工作转速为:
nw
Qw Q1
n
4. 用相似方法设计泵 --模型换算法
用途:
用于将实型泵设计为模型泵,进行模型试验
用于按照选择的模型泵设计实型泵
内蒙古工业大学 化工学院 王红
设计步骤:
① 按给定的参数(转速n,流量QW,扬程HW)计算 欲设计泵的比转数ns。
② 选择性能良好的模型泵,模型泵的比转数应与
欲设计泵的比转数相等(或接近)。
③ 根据模型泵的尺寸和欲设计泵的参数,按相似
定律确定欲设计泵与模型泵的尺寸换算系数 (缩放比il=D’/D)
例:已知选定的模型泵的尺寸为D(如叶轮外径),转 速为n时的性能曲线为H-Q,今求一转速相同,性能 参数为HW,QW的实物泵的尺寸(或缩放比)。
内蒙古工业大学 化工学院 王红
② 定义:
QⅠ HⅠ3 4
nQ H3 4
ns'
--比转数
3
ns’
因次: L
4
ns’是判别两离心泵是否相似的相似准数。
比转数的概念最初用在水轮机上
nQ ns 3.6ห้องสมุดไป่ตู้ H 3 4
Ⅰ.双吸泵:流量以一半代入
Ⅱ.如果是多级泵,且各级叶轮相同,以H/i 注意: 代入(H为泵的总扬程,i是泵的级数)
简述相似原理的应用
简述相似原理的应用
相似原理是指在不同的物理系统中,存在着相似的物理行为或者数学
关系。这个原理可以帮助我们将已知的知识扩展到未知领域,以便更好地
理解和解决问题。相似原理的应用非常广泛,下面将介绍几个具体的领域。
1.工程设计:相似原理在工程设计中极其重要,特别是涉及到流体力学、结构力学和热力学等问题。通过对已有的相似系统进行实验观察和数
学模拟,可以推导出这些系统中的物理规律,并将其应用到工程设计中。
比如在航空领域,经典的相似定律可以帮助工程师设计和测试新的飞机模型,而无需进行大量的实验。
2.生物学和医学研究:相似原理也广泛应用于生物学和医学研究中。
生物学家和医生经常使用动物模型来研究人类疾病和生理过程。相似原理
提供了一种基于动物和人类之间相似的生物特征和生理过程的推理方法。
例如,通过在小鼠模型上研究药物的疗效,可以预测该药物在人类身上的
表现,并加速新药的开发过程。
3.自然灾害预测与防控:相似原理在自然灾害预测和防控中也有广泛
的应用。例如,地震的发生和传播机制在不同地区和地质条件下可能存在
相似性。通过研究历史地震数据和地质构造,可以利用相似原理推导出其
他地区可能发生地震的时间和地点,并预测地震的规模和影响。这种理论
可以帮助人们采取预防措施,减少地震造成的损失。
4.经济学分析:相似原理在经济学分析中也有重要作用。经济学家经
常使用相似原理来解释和预测经济现象。例如,亚洲金融危机和美国次贷
危机之间存在一定的相似性,通过分析和比较两次危机的共同特征,可以
提前发现金融风险,并采取相应的措施来避免类似的经济危机发生。
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这 些 曲 线清 晰 的 表示出 了压 缩机 各种工况下的性能, 是 压缩机 的运 行和 图 1 压缩机性能曲线 变工况分析 重要依 据。
在离心式压缩机中, 流道中各对应 点的相 同参数之比, 即速度、压力、温度和比重之比各 个相等, 为压缩机两流动过程相似。在此种情况
时, 应将 短路器插在 FA—FB 位置; 当软件版
( 编辑 松柳)
·38·
《机械工程师》 1997. 3
由压缩机原性能曲线查得: Q= 22000 kg/ h 时,
排气压力为 Pd = 5M Pa。如入口压力为 Ps = 0. 431M Pa, 压缩 机在 100% 负荷 时的 压 力比 为:
= P d / Ps = 5/ 0. 431= 11. 6 压缩机在 110% 负荷时出口压力为:
参考文献
1 大连工学院. 离心式压缩机. 化学工业出版社 , 1982 2 黄钟 岳. 化工透 平式压缩机. 大连理工大学出 版社,
1 98 9 3 西安交 通大学. 离心 式压缩 机原理. 机 械工业 出版
社, 1980 4 大连工学院. 工业汽轮机, 1982
( 编辑 松柳)
·3 9·
下, 可应用相似论对压缩机变工况下的性能进 行研究。在生产中, 为提高产品产量, 在压缩机 结构不变的前提下, 必须提高转速。为此, 需用 相似理论通过性能换算, 求出变工况条件下的 压力、功率、流量能否达到要求, 其变化是否在 安全范围之内。
通常, 工厂增加产量时, 压缩机的转速变化 不大于 20% , 对压缩机性能影响不显著, 气体 参数变化也不大。因此, 可用近似计算方法进行 性能换算。现以 102J 原料气压缩机为例进行换 算:
3. 安全性问题 首先遇到的是临界转速的 制约, 应根据工作转速、系统的临界转速较验轴 为何类型, 即刚性轴应满足: n≤0. 75nc, 挠性轴 应满足 1. 45nc1 < n< 0. 7 nc2, 以防止产生共振, 103J 满足要求。其次为叶轮的线速度, 一般规 定不大于 320 m / s, 而 103J 压缩机叶轮线速度 为 280~295 m / s, 因而提速后也是安全的。再 有为轴向力问题, 压缩机流量提高 10% 时, 轴 向力近似增大 40% 左右, 在压缩机设计时, 通 常规定残余轴向力在 10000N 左右, 103J 机组 采用金斯伯雷型止推轴承, 总承载能力为 50000N 以上, 轴承的承载仍能满足要求。
∑ K m = 1 +
1 = 1. 28 Ki+ 1
m m-
1=
Km Km-
1
yP =
1. 28 × 0. 78 1. 28 - 1
=
3. 57
式中 m 为多变指数 y p 为多变效率, 取 0. 78
7. 当发生故障时, 自动显示故障代码 F xx 本≤2. 2( 128K EP RO M ) 时, 应 将短路 器插 在
′= 〔+
(
uu′) 2(
m-
1
m
〕m -
m
1
= 16. 6
式中 u′、u 为负荷百分数, u′= 110% , u= 100% P d ′= p s · ′= 7. 15M Pa
功率为
N ′= ( uu′) 3N =
(
11 10
00)
×375
0=
4 988k w
式中 N 为 100% 负荷时功率值 流量为
相似理论在离心式压缩机变工况中的应用
孔宪芳 胡 滨 张铁柱
摘要 本文结合工厂 实际生产情况, 用相似理论来研究压缩机变工况, 从而为提高生产能力提供依据。
关键词: 相似原理 变工况 性能曲线
1 引言 众所周知, 离心式压缩机都是按特定工况
设计的, 称做设计工况。压缩机只有在这一工况 下运行, 才有最高的效率, 工作状态最佳。但在 生产过程中, 操作条件是经常发生变化的, 如进 气量的增加或减少, 组份的改变或者人为的提 高产品的产量等, 这些都使压缩机的原有工况 发生改变, 以适应生产的要求。此时, 可以用相 似原理来评估变工况下压缩机的性能, 计算出 压力、流量和功率的大小。 2 相似理论在变工况下的应用
可从故障表中查出故障原因; 当调整或修改有 F B—FC 位置。
关参数值时, 可查阅参数表。
9. 调机时, 必须按调试框图程序操作。其中
8. 6RA27 系 列装置主要用于 3. 3 版本软 三个调节器优化过程必须完成, 否则装置不能
件的使用操作。当软件版本≥3. 1( 256KEPROM ) 正常工作。
Q′= uu′Q= ( 111000) ×22000= 24200kg/ h
式中 Q 为 100% 负荷时流量值
有了上述的功率 N ′, 流量 Q ′和压力 P′d, 就可以
做出在
110% 负
荷 时压
缩 机性
能 曲 线,
如图 2 所示。同
理, 可做
出 103J
压 缩机
的 三段
性 能曲
线, 如图
3 所示。 图 2 换算后 102J 性能曲线 3 分析与讨论
1. 从前面的分析可知, 压缩机在保持相似
的条件下, 可用相似理论来进行变工况的性能 换算, 并依此来进行增大负荷的可行性研究和
安全性研究。
2. 可行性问题 我厂使 103J 压缩机提高能
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力为 10% 。其三段性能曲线已表示在图 3 中, 三段设计功率为 17600 kW , 流量增加 10% 时,
102J 原料气压缩机使用介质为油田气, 其 组份如下 N 2 : 1. 5% ; C4 : 83. 5% ; CO 2: 0. 5% ; C2 H6: 5. 8% ; C3H8 : 5. 9% ; CH 10: 2. 6% ; C9 H12: 0. 5% ; 其中重组分被乙烯留用。
由于 CH4 的 K 1 = 1. 32, N 2 的 K 2 = 1. 41, 则原料气的平均绝热指数 K m 为:
《机械工程师》 1997. 3
图 3 103J 压缩机三段性能曲线
实际功率增大 30% , 压机总消耗功率为: N ″= 17600( 1 + 0. 3) = 22880 kW
拖动 103J 的两台汽轮机总设计功率为 20510 K W , 其额定功率 N ′′′= N ″/ 0. 8~0. 9= 22788 ~25638 kW , 因此汽轮机可满足功率要求。