离心压缩机湿压缩的气动性能分析和强度校核研究

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压气机不同加湿条件下湿压缩性能分析

压气机不同加湿条件下湿压缩性能分析

计 算 结 果 , 不 同加 湿 条 件 下 的湿 压 缩 效 果进 行 比较 分 析 。研 究 表 明 , 不 考 虑 叶 片腐 蚀 的前 提下 , 对 在 当喷 人 的 水 滴 直 径 为 1 L 时 , 压 缩 效 果 最 好 ; 湿 量 过 大或 者 过 小 均 存 在 不 足 , 值 有 一 个 最 优 选 择 ; 滴 温 度 越 0L m 湿 加 该 水 低 、 环境温度越高时 , 且 湿压 缩 效 果 越 好 。 关 键 词 : 压 缩 ; 值模 拟 ; 湿 条件 ; 能 湿 数 加 性 文 献 标 识 码 : A 文 章 编 号 :09—2 8 (0 1 0 0 3 0 10 8 9 2 1 )2— 0 5— 7
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表 1 计 算 参数 表
参 考 压 力 ( a P)
式 中 E为 总 的能 量 , =h E 一P 十 为 密 度 , 为 有 效 热 传 导 系 数 , P P k ( ) f 为有 效粘性 应力 , 为 扩散 通 量 , 为流 体 的 t , S
( )水 滴 直 径 为 1 ̄ d 5t m 几川 嘲时圈I 瞄 豳l
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} 收稿 日期 :0 0— 9— 9 改稿 日期 :0 0—1 0 2 1 0 2 21 l一 5
作者简介 : 李淑英 (9 3一) 女 , 16 , 教授 , 博士生导师 。主要从事燃气轮 机总体性 能及性能 改进技术 的仿 真与实验技术 的 研究 , 燃气轮机湿压缩技术研 究。

某型离心压缩机的气动性能优化设计

某型离心压缩机的气动性能优化设计

某型离心压缩机的气动性能优化设计引言离心压缩机是一种常见的机械设备,广泛应用于空压机、涡轮机、冷冻系统等领域。

而某型离心压缩机的气动性能优化设计,在提升机械效率和降低能耗方面具有重要意义。

本文将针对该型离心压缩机的气动性能进行优化设计,探讨其关键因素和改进方案,以提高设备的效率和可靠性。

1. 离心压缩机的工作原理离心压缩机通过旋转离心叶轮,将气体吸入并加速旋转,接着将气体分离和压缩,最终排放压缩气体。

其工作原理基于法向速度的加速和径向力的作用,将气体流体力学能转换为压力能。

关键参数包括出口压力、流量和转速,这些参数的设计和调整决定了压缩机的性能。

2. 气动性能的关键因素(1)转速:转速是决定离心压缩机性能的关键因素之一。

较高的转速可以提高流量和压力的输出,但也会增加能耗和机械磨损。

因此,在气动性能优化设计中,需要平衡转速与能耗之间的关系。

(2)叶轮设计:离心叶轮的设计对气动性能影响显著。

叶轮的尺寸、叶片数目、叶片形状和角度等都会影响气体的加速和压缩效果。

合理的叶轮设计可以提高压缩效率和流量输出。

(3)进出口导流器:进出口导流器是影响离心压缩机气动性能的重要组成部分。

导流器的设计和形状决定了气体流动的通量和流线性,对提高压缩机效率具有重要作用。

3. 改进方案(1)优化叶轮的设计:通过流场仿真分析和试验验证,找到最佳的叶片形状和叶片角度,以提高叶轮的气动性能。

同时,采用先进的材料和精密制造工艺,减少叶轮的摩擦和损耗,提高其耐久性和寿命。

(2)改进进出口导流器的设计:根据流体动力学模拟和实际测试数据,调整导流器的形状和位置,以减少流体的阻力和能量损耗。

同时,合理设计进口导流器与叶轮之间的间隙,减少漏气现象,提高离心压缩机的压缩效率。

(3)自适应调速系统的应用:引入自适应调速系统,根据实际负载和需求,动态调整离心压缩机的转速和工作状态。

通过智能控制算法和传感器技术,实现能耗的最优化和性能的动态平衡,提高设备的效率和运行稳定性。

大型离心式压缩机性能曲线的修正与降负荷运行的论文

大型离心式压缩机性能曲线的修正与降负荷运行的论文

写一篇大型离心式压缩机性能曲线的修正与降负荷运行的论文,
600字
自20世纪50年代以来,大型离心式压缩机已成为各行各业的关键组成部分,因其出色的性能、可靠性和高效率而受到用户的青睐。

然而,对于各种复杂运行状况,这种压缩机性能曲线具有一定的不确定性,使得压缩机在非标准工况下很难发挥出最佳性能。

针对这一现象,本文研究了大型离心式压缩机的修正性能曲线和降负荷运行效果,以提高压缩机的稳定性和效率。

首先,本文结合物流工程实践对大型离心式压缩机的性能曲线进行了分析,证明了压缩机性能受到运行条件的影响。

然后,通过分析改进仿真结果,提出了修正压缩机性能曲线。

将压缩机运行在更稳定的工况下可以提高压缩机的效率。

此外,本文也提出了通过减少压缩机运转惯量,使压缩机在较低负荷时运行较低转速的降负荷技术,从而提高运行效率和稳定性。

通过实验,本文证明了在不影响系统安全运行情况下,采用大型离心式压缩机性能修正曲线和降负荷运行可以达到优化系统运行性能的目的,并且在较低负荷时能够有效地提高系统效率。

本文的研究结果,可以用于指导大型离心式压缩机的设计和运行,以提高压缩机的稳定性和效率。

离心式压缩机性能测试及分析

离心式压缩机性能测试及分析

离心式压缩机性能测试及分析发布时间:2021-07-12T01:35:26.243Z 来源:《中国科技人才》2021年第11期作者:廖珈博杨松关文元[导读] 该压气站作为某长输管道管线枢纽增压站,按120×108 m3/a增压规模进行设计,于2009年投产。

目前该压气站拥有四台离心式压缩机组,本体均为GE新比隆公司生产PCL503型离心压缩机。

国家管网集团川气东送天然气管道有限公司摘要:压气站是作为增加天然气长输管线运输压力而设置的站场,对于提升管道输气量、实现天然气的优化调配,确保冬季供气有着重要意义。

为确保某长输管道管道沿线压缩机组高效运行,避免不必要的电力消耗,同时为以后压缩机防喘曲线左移,压缩机稳定运行工况区扩大提供数据支持,某长输压气站顺利完成了压缩机组性能测试。

本文介绍了该压气站机组性能测试的过程并进行简要分析。

关键词:压气站;防喘振;性能测试1、该压气站简介该压气站作为某长输管道管线枢纽增压站,按120×108 m3/a增压规模进行设计,于2009年投产。

目前该压气站拥有四台离心式压缩机组,本体均为GE新比隆公司生产PCL503型离心压缩机。

A、B机组由西门子公司生产的变频电机驱动,单机功率为5626kw。

C、D机组由ABB生产的变频电机驱动,单机功率为5037kw。

四台变频电机驱动的离心式压缩机,用于外输天然气的增压。

压缩机系统组成:压缩机本体---增速齿轮箱---变速驱动系统;辅助系统组成:压缩空气系统---循环水冷却系统---润滑油系统---干气密封系统---空冷系统。

2、压缩机性能测试及分析2.1 压缩机性能测试目的(1)提高压缩机组运行效率,避免不必要的电力消耗;(2)判断压缩机防喘曲线左移程度【1】;(3)为压缩机稳定运行工作区扩大提供数据支持;(4)评估站场的工艺系统;(5)验证成套机组在设计性能范围内的运行稳定性;(6)验证机组的防喘振控制器功能的可靠性。

离心压缩机性能研究

离心压缩机性能研究

第41卷第6期2020年12月化工装备技术59离心压缩机性能研究罗楠张世星2郑天一3(1.浙江恒逸工程管理有限公司2.埃理奥特机械设备维修服务(天津)有限责任公司3.中国石油大庆炼化公司)摘要介绍了离心压缩机性能曲线基本概念,论述了离心压缩机喘振、阻塞(Choke)机理、危害及判断方法,并对离心压缩机喘振影响因素(气体密度、转速、温度、压力、流量等参 数)进行了分析,为离心压缩机安全运行提供技术支持。

关键词离心压缩机性能曲线喘振阻塞影响因素中图分类号 TH 452 D O I:10.16759/ki.issn.1007-7251.2020.12.016Research on Performance of Centrifugal CompressorLUO Nan ZHANG Shixing ZHENG TianyiA bstract: The basic concept of centrifugal compressor performance curve was introduced, and the mechanism,hazards and judgment methods of centrifugal compressor surge and choke were discussed. In addition, the factors affecting the surge of the centrifugal compressor (gas density, speed, temperature, pressure, flow and other parameters) were analyzed to provide technical support for the safe operation of the centrifugal compressor.Key words: Centrifugal compressor; Performance curve; Surge; Block; Influencing factor0引言离心压缩机是速度型压缩机的一种,具有排量 大、效率高、结构简单、易损件少、连续运转周期长 等特点,广泛应用于石油化工行业。

离心压缩机研究报告

离心压缩机研究报告

离心压缩机研究报告一、引言离心压缩机是一种常见的流体机械设备,广泛应用于工业生产和能源领域。

本篇报告旨在对离心压缩机进行深入研究,探讨其工作原理、性能特点以及应用领域。

二、离心压缩机的工作原理离心压缩机通过离心力将气体或液体压缩,实现增压效果。

其工作原理可简要概括为以下几个步骤:1. 气体或液体从进口流入离心压缩机,进入转子。

2. 转子高速旋转,使气体或液体受到离心力的作用,向外移动。

3. 气体或液体在离心力的作用下,逐渐增加速度和压力。

4. 最终,气体或液体从出口排出,实现压缩效果。

三、离心压缩机的性能特点1. 高效性能:离心压缩机具有高效的压缩能力,能够在短时间内将气体或液体压缩到较高的压力水平。

2. 广泛适用:离心压缩机可用于压缩多种气体或液体,适用于不同的工业领域和应用场景。

3. 运行平稳:离心压缩机结构简单,运行平稳可靠,能够长时间连续工作。

4. 维护成本低:离心压缩机的维护成本相对较低,节省了维修和更换部件的费用。

四、离心压缩机的应用领域离心压缩机广泛应用于以下几个领域:1. 工业制造:离心压缩机可用于工业制造中的气体增压、压缩空气供应等工艺。

2. 能源领域:离心压缩机可用于石油、天然气等能源的输送和储存中。

3. 制冷与空调:离心压缩机是制冷与空调系统中的重要组成部分,用于冷却和循环制冷剂。

4. 化工领域:离心压缩机可用于化工过程中的气体压缩和输送。

五、离心压缩机的发展趋势随着科技的进步和工业的发展,离心压缩机也在不断创新和发展。

未来离心压缩机的发展趋势主要体现在以下几个方面:1. 高效节能:发展更加高效节能的离心压缩机,以满足环保和能源节约的需求。

2. 低噪音:研究降低离心压缩机的噪音水平,提高使用的舒适性。

3. 智能化:通过引入智能控制技术,提高离心压缩机的自动化程度和智能化水平。

4. 多功能化:研究开发多功能离心压缩机,满足不同场景和需求的应用要求。

六、结论离心压缩机是一种重要的流体机械设备,广泛应用于工业生产和能源领域。

压缩机原理实验报告-离心压缩机气动性能实验

压缩机原理实验报告-离心压缩机气动性能实验

实验一 离心压缩机气动性能实验实验目的1. 初步掌握离心压缩机气动性能试验方法。

2. 学习主要性能参数的测量方法和实验数据整理 实验装置简图试验台采用以空气为实验气体的开始试验台,主要由试验管路、流量测量装置及节流阀等组成,本实验管路与压缩机进、出气口连接方式采用进出气实验装置,如下图所示。

原始数据记录表离心压缩机实验装置基本参数压缩机型号规格 离心鼓风机C25·1.3 驱动机型号 制造编号 30119 功率 试验类型 进出气实验 试验台 电动机功率 22kW 电机效率 90% 压缩机进口D 1 0.2135m 压缩机进口A 1 0.0358m 2 压缩机出口D 2 0.2135m 压缩机出口A 2 0.0358m 2 机壳外表面积S 外 试验气体 空气 节流元件D 0.14m 节流元件d 0.14m β原始数据记录表工况点参数名 大气压力 大气温度 大气湿度ΔPPe1Pe2T11T21 T12T22转速电机功率 1196089 24.947 0.51434 1061.0 4048.7 1878.9 25.678 40.55 25.558 40.584 4764.5 14210 2 96086 25.025 0.51373 1054.5 4009.0 1834.1 25.73541.0425.5241.025 4763.814175 3 96080 25.046 0.51462 1060.9 3998.8 1876.8 25.740 41.368 25.583 41.421476314160 2496062 25.166 0.50873 766.76 8700.6 1380.4 26.110 44.114 25.973 44.107 4763.3 13825 5 96056 25.206 0.51005 769.61 8653.8 1344.8 26.042 44.239 25.921 44.320 4763.3 13790 69605025.2560.51213768.17 8726.0135426.125 44.489 25.954 44.605476313805实验名称实验数据记录表实验数据处理表设计工况性能换算试验工况序号1 2 3 4 5 转速比 n s n t 1.123 1.123 1.123 1.122 1.120 进口容积流量 q 1 m 3/min 42.898 34.951 27.169 20.830 13.216 比压缩功w J/kg 6914.3 12191.1 17663.4 21716.8 24935.5n n −1 0.462 1.358 2.048 2.442 2.544 压力比 ε=(p 2p 1)s1.079 1.148 1.221 1.278 1.324 出口压力 p Pa 105703.3 112473.3 119693.3 125268.5 129729.4 温度比 (T 2T 1)s 1.178 1.107 1.103 1.106 1.117 效率 Η 0.332 0.512 0.636 0.674 0.634 功率NW17253.616078.914584.812974.710046.9实验结果流量压力比曲线25, 1.2960.0000.2000.4000.6000.8001.0001.2001.4000.0005.00010.00015.00020.00025.00030.00035.00040.00045.00050.000压力比进口容积流量m³/min流量效率曲线流量功率曲线实验结论本台离心式压缩机不太符合设计工况,设计工况25m ³/min 时,只能达到设计压力比的96%左右,此时效率要比设计工况低21%左右。

离心式压缩机气动噪声特性研究

离心式压缩机气动噪声特性研究

离心式压缩机气动噪声特性研究离心式压缩机是一种流体机械,主要应用于空气压缩、冷冻空调等领域。

随着工业的发展,气动噪声成为了离心式压缩机设计中不可忽视的问题。

因此,研究离心式压缩机气动噪声特性,进一步提高其性能和降低噪声水平,已成为当前工程界的重要研究领域。

一、概述气动噪声是指流体在通过管道、机组、装置等时所产生的噪声。

由于离心式压缩机在工作时会产生空气流动过程,这些流动导致的振动和噪声必然会产生。

因此,研究离心式压缩机气动噪声特性,有助于对其进行优化和改进,提高其可靠性和性能。

二、气动噪声的来源离心式压缩机气动噪声的来源可以分为几个方面,其中包括:1. 空气流过程中的背景噪声当空气通过离心式压缩机时,由于空气与障碍物之间的摩擦、撞击,导致空气内部分子的振动和能量传输,从而产生背景噪声。

2. 进气噪声离心式压缩机的进气口附近,进气涡流较大,导致流体在离心力的作用下发生强烈的旋转和离心过程,进而产生增益噪声。

3. 压缩噪声当空气经过离心式压缩机的叶轮时,空气在叶轮表面产生对流,这种对流从而将振动传到了压缩噪声。

压缩噪声主要与叶轮的数量、角速度、叶片形状和压缩比等有关。

4. 排气噪声离心式压缩机在压缩空气后,需要将气体排出系统。

气体通过出气口时,由于出口的局部限制和气体的高速排放,产生了流动噪声。

三、离心式压缩机气动噪声研究的方法离心式压缩机气动噪声的研究方法可以分为实验方法和数值模拟方法两个方面。

1. 实验方法利用实验方法研究离心式压缩机气动噪声,最常见的方法是采用声学测量技术和振动测量技术。

声学测量技术主要包括麦克风、压电传感器等,可以对离心式压缩机工作过程中的声波进行测量和分析。

而振动测量技术主要通过加速度计对压缩机的振动进行测量和分析。

通过实验研究获得的数据,可以为离心式压缩机的优化设计提供基础的理论依据。

2. 数值模拟方法数值模拟方法是一种可靠、快速、经济的研究气动噪声的方法。

常见的数值模拟方法包括基于计算流体动力学(CFD)的模拟方法和有限元法(FEA)方法。

两级离心式压气机湿压缩特性的实验研究的开题报告

两级离心式压气机湿压缩特性的实验研究的开题报告

两级离心式压气机湿压缩特性的实验研究的开题报告一、选题的背景和意义离心式压气机广泛应用于工业领域中的气体输送、处理和制造等,具有操作稳定、效率高和输出气体质量优良等诸多优点,受到了广泛的关注和应用。

在气体压缩过程中,压气机的湿压缩特性对于压气机性能的影响尤为重要。

然而现有文献中对于湿气压缩的特性研究尚不够充分,特别是在两级离心式压气机中的湿压缩特性研究还较为稀缺,因此本文选题为“两级离心式压气机湿压缩特性的实验研究”。

二、研究内容和目标本研究旨在通过实验方法,研究两级离心式压气机在不同湿度下的湿压缩特性,探讨其产生的湿气对压缩过程的影响,并对其进行分析和总结。

研究内容包括:对实验装置的设计与制作,研究不同气体湿度下的压气机压缩特性,通过实验数据的分析和统计,研究湿气压缩对压气机性能的影响,并对实验结果进行总结和讨论。

研究目标为:通过实验方法深入了解两级离心式压气机的湿压缩特性及其影响机理,探索其未来的发展方向和应用前景。

三、研究方法和步骤采用实验方法研究两级离心式压气机在不同湿度下的湿压缩特性。

具体步骤如下:1.根据实验需求,设计制作两级离心式压气机的实验装置,包括气体供应系统、压缩系统、检测系统等。

2.对实验中需要使用的主要参数进行测量和记录,例如进出口压力、温度、流量等。

3.进行实验,记录实验数据并进行分析和统计,得出两级离心式压气机在不同湿度下的压缩特性。

4.对实验结果进行分析和总结,探讨湿气压缩对压缩性能的影响机理,并进一步研究其未来的发展方向和应用前景。

四、预期成果和意义预期成果为获得两级离心式压气机在不同湿度下的湿压缩特性数据,并通过对数据的分析和总结,深入了解其影响机理,以及对其应用和发展的启示和指导。

本研究的意义在于,对于深入了解离心式压气机的湿压缩特性、提高其性能、改进其设计和制造具有一定的参考价值和指导意义,在工业领域中具有重要的应用前景和推广价值。

采用混合工质的两级离心压缩机性能数值分析

采用混合工质的两级离心压缩机性能数值分析
2 研究对象
研究对象为某两级再生气离心压缩机,包括 两级叶轮及扩压器和级间的弯道和回流器,其结 构示意图如图 1 所示。
两级叶轮均采用后弯叶片,叶片数均为 19, 叶轮外径均为 630 mm。扩压器采用平行直壁无 叶结构,回流器叶片为圆弧形,叶片数为 17。混
合工质的组分和摩尔含量如表 1 所示。
图 1 两级离心压缩机结构示意 表 1 混合工质的的组分和摩尔含量
( 1) 构造实际气体状态方程,如两参数、三参 数以及更多参数的状态方程。
( 2) 对试验得到的气体物性进行数值拟合或 插值。对于本次研究的混合介质,其气体组分较 少,且多为较易获得较大温度范围物性的气体,因 此对于 NH3 、CO2 、N2 这 3 种单组分气体,其物性 由第二种方法获得,而 HNCO 的物性由第一种方 法 计 算 得 到,再 由 混 合 规 则 得 到 混 合 气 的 物 性。 该方法的优点是尽量提高物性数据的精度,且利 于与 CFD 技术相结合进行气动性能数值计算。
表明该两 级 三 元 叶 轮 及 其 扩 压 器、弯 道 和 回 流
26
FLUID MACHINERY
Vol. 39,No. 3,2011
器等部件 的 设 计 和 匹 配 合 理,避 免 了 大 的 流 动 分离; 作为做功部件的两个叶轮内部的压力梯 度变化最 大,其 次 是 与 叶 轮 直 接 联 结 的 扩 压 器 内 部 ,弯 道 和 回 流 器 内 部 的 压 力 变 化 相 对 较 小 。 在两级叶轮的进口处气流由轴向转弯为径向, 由于受到 离 心 力 的 作 用,盖 侧 的 气 流 速 度 大 于 盘 侧 。 同 时 ,由 于 流 道 的 收 缩 引 起 流 速 的 增 加 , 从而造成该处存在较明显的压降。进入叶轮内 部 ,随 着 气 流 逐 渐 转 为 径 向 ,在 惯 性 和 离 心 力 的 共同作用 下,主 流 区 由 叶 轮 进 口 处 偏 向 盖 侧 逐 渐转为叶 轮 出 口 处 偏 向 盘 侧,压 力 沿 流 动 方 向 逐步增 加,且 分 布 较 为 均 匀。在 两 级 的 无 叶 扩 压器内部,随 着 半 径 的 增 加,气 流 不 断 掺 混,其 不 均 匀 性 逐 渐 减 小 ,至 出 口 处 已 基 本 趋 于 均 匀 , 压力沿叶高方向分布均匀。自无叶扩压器入口 到 出 口 ,压 力 在 前 半 段 恢 复 得 较 快 ,后05 - 0329( 2011) 03 - 0023 - 05

两级离心式压气机湿压缩实验台系统改进设计与实验研究

两级离心式压气机湿压缩实验台系统改进设计与实验研究

o tiigters l ta h a aino h rce si uv sa dcn u dp we r ba e n h fun eo ba n h eut h ttev r t fc aatr t c re n o s me o rweeo tid a dteil e c f n i o i c n n
T eI r vdDeina dEx ei n a sa c faT - tg nrfg l h mp o e sg n p rme tlRee rho woSa eCe tiu a C mp esro e mp eso ytm o rso fW tCo rsinS se
维普资讯
第3 5卷 第 1期 20 0 6年 3月
两级离心式压气机 湿压缩实验 台系统
改进设计 与实验 研 究
王新年 , 由雪琴 , 淑英 , 李 孙聿 峰
( 尔滨工程 大学动 力与核 能工程 学院 , 哈 黑龙 江 哈 尔滨 10 0 ) 5 0 1
值 得进 一步 深入 研究 的地 方 , 如级 间喷 水 、 压缩 湿
应用, 广东顺德德胜燃气轮机电厂的燃气轮机发 电机组安 装 了进气 加湿 喷雾 系统 。随 着 国内燃 气
轮 机 电站 和燃 气 轮 机一 汽 轮机 联 合 循 环 电 站 的 蒸
迅 速增加 , 而燃 油 与天 然气价 格 的逐 渐攀升 , 压 湿 缩 技术应 用前 景将 愈加 广 阔 。所谓 湿 压缩就 是 在
WANG Xi—in 。OU e i L h — ig, UN uf n nna Y Xu - n, IS uy n S q Y —eg
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离心压缩机性能预测与优化设计

离心压缩机性能预测与优化设计

离心压缩机性能预测与优化设计离心压缩机作为热力系统中重要的元件,在许多工业和民用领域中发挥着关键的作用。

它们被广泛应用于空调、供暖、制冷、涡轮发动机以及化工等行业。

因此,对离心压缩机的性能预测和优化设计显得尤为重要。

本文将探讨离心压缩机性能预测与优化设计的方法与原理,以及相关领域内的研究进展。

首先,离心压缩机性能预测是通过模型分析和计算来评估设备在不同工况下的性能。

其中,流体动力学模型是最常用的预测方法之一。

该模型基于质量守恒、动量守恒和能量守恒等基本原理,通过求解一组涡核方程来预测流体在离心压缩机内的流动行为。

通过这种方法,我们可以获得各种工况下的参数,如流量、压力比和效率等。

此外,还有一些其他的模型可以用于预测离心压缩机的性能,如人工神经网络模型和基于遗传算法的优化模型等。

其次,离心压缩机的优化设计旨在提高设备的性能和效率。

在优化设计中,我们可以考虑多种因素,如叶轮几何形状、气动参数以及工作流体的性质等。

传统的优化方法通常使用试验数据和经验公式进行设计,这种方法存在着高昂的成本和耗时较长的缺点。

然而,近年来,基于计算流体力学(CFD)的优化方法逐渐得到了广泛应用。

该方法可以对设备的三维流动进行详细的模拟和分析,从而准确预测设备的性能,并通过参数调整来实现性能的优化。

具体而言,优化设计可以包括以下几个方面:第一,优化叶轮的几何形状。

通过调整叶轮的叶片角度、叶片数目和叶片弯曲等参数,可以改善叶轮的气动性能,提高流体的压力和流量。

第二,优化流体的流动动态。

通过调整进气口和出气口的形状和大小,可以改变流体在离心压缩机内的流动方式,从而提高设备的效率。

第三,优化工作流体的性质。

选择合适的工作流体对于离心压缩机的性能优化至关重要。

通过调整工作流体的物性参数,如密度、黏度和比热容等,可以改善流体在离心压缩机内的流动特性。

此外,近年来,一些新型的优化方法也进入了离心压缩机性能预测与优化设计的领域。

例如,基于进化算法的优化方法,如粒子群优化算法、遗传算法和蚁群算法等,能够在搜索空间中找到最优解。

离心压缩机初步设计方案及其校核计算毕设毕业论文

离心压缩机初步设计方案及其校核计算毕设毕业论文

学士学位论文离心压缩机初步设计方案及其校核计算申请人:指导教师:教授论文题目:离心压缩机初步设计方案及其校核计算学生姓名:指导教师:摘要离心压缩机被广泛用于石油、化工和冶金等领域,在整个工业生产中占据核心位置,是国民经济中的重大关键设备之一。

大型离心压缩机设计开发、生产制作难度大,技术含量高,是衡量一个国家的重大装备制造业发展水平的标志性设备之一。

离心压缩机的叶轮是压缩机中的核心部件,其运转的安全性对整个机组的安全可靠运行有着至关重要的影响,而叶轮是离心压缩机中唯一给气体做功的部件,叶轮的效率高低直接决定了整机的效率水平,也决定了离心压缩的经济性和适用性。

因此,离心压缩机叶轮的强度计算和流动性能计算越来越受到重视,两者均成为离心压缩机设计过程中不可或缺的重要环节。

本文的研究对象为大化肥用离心压缩机,主要进行了以下几方面工作:首先,根据给定的进出口参数和工质,采用效率法对压缩机进行设计,得出其主要结构及其设计参数,并逐级进行气动计算。

然后,对已设计投入生产的离心压缩机(非本文设计)的低压缸首级叶轮模型使用商业软件ANSYS进行强度校核和振动模态分析。

最后,对低压缸首级叶轮模型使用商业软件NUMECA进行流动性能分析。

关键词:离心压缩机;效率法设计;强度分析;振动模态;流动性能分析ITitle:Preliminary Design and Checking Calculation of Centrifugal Compressor name:Xiwen YinSupervisor: Prof. Lijun LiuABSTRACTCentrifugal compressor which is widely used in petroleum, chemical industry and metallurgy and other fields, is one of the large key equipment in the national economy as a core part in the whole industrial production. The design,research and production of large centrifugal compressor with high technical has much difficulties, and it is a major iconic equipment which measures the level of development of equipment manufacturing industry. The impeller is the core component of the compressor, the operation safety has a vital influence for whole machine. Besides, because it is the only components which do work to the gas, the efficiency of the impeller directly determines the efficiency of the level of whole machine, also determines the economy and applicability of the centrifugal compression. Therefore, strength calculation and flow performance calculation of the impeller in centrifugal compression is more and more important, and both become the indispensable important procedure in the process of centrifugal compressor design.The research object of this paper is the large chemical fertilizer centrifugal compressor, mainly in the following several aspects work: first of all, according to the given parameters of imports and exports and the parameters of working medium, using the efficiency method makes preliminary design for the compressor, obtaining the main structure and its design parameters, and the aerodynamic calculation step by step. And then making the intensity and the vibration modal analysis for the centrifugal compressor impeller (not designed in this paper) using the commercial software ANSYS. In the last part performance analysis of the first impeller of the low pressure cylinder has bend done using the commercial software NUMECA .KEY WORDS: Centrifugal compressor; Efficiency method; Static structural; Vibration modal analysis; Analysis of flow performanceII目录1 绪论 (1)1.1 课题研究背景及意义 (1)1.2 大化肥离心压缩机的研究现状 (2)1.3 本文的主要工作 (2)2 离心压缩机的初步设计 (4)2.1 效率法设计概述 (4)2.1.1 气动设计方法概述 (4)2.1.2 气体流动基本方程 (4)2.1.3 气体的压缩过程和压缩功 (6)2.1.4 气体的参数在级中的变化 (7)2.1.5 设计任务概述 (8)2.2 低压缸设计 (8)2.2.1 设计任务说明 (8)2.2.2 方案设计 (8)2.2.3 逐级详细计算 (15)2.3 高压缸设计 (16)2.3.1 设计任务说明 (16)2.3.2 方案设计 (17)2.3.3 逐级详细计算 (24)2.4 设计结果综述 (25)2.5 本章小结 (26)3 离心叶轮强度校核 (27)3.1 强度校核的基本理论 (27)3.1.1 弹性力学控制方程 (27)3.1.2 弹性有限元方法 (29)3.1.3 模态分析基础 (31)3.2 有限元法简介及ANSYS软件简介 (32)3.2.1 有限元法简介 (32)3.2.2 ANSYS软件简介 (32)3.3 分析模型 (33)3.4 叶轮的静强度分析 (33)III3.5 叶轮的模态分析 (34)3.6 本章小结 (37)4 离心叶轮内部流动分析 (38)4.1数值计算的基本理论 (38)4.1.1流动控制方程 (38)4.1.2湍流模型 (39)4.1.3控制方程的离散 (40)4.1.4边界条件 (41)4.2网格生成 (41)4.2.1叶轮几何模型 (41)4.2.2网格生成 (42)4.3叶轮的内部流动分析 (43)4.3本章小结 (48)5 总结 (49)参考文献 (50)附录 (51)致谢 (98)IV1 绪论1.1课题研究背景及意义叶轮机械是以连续旋转的叶片为本体,通过流体工质与轴动力之间的相互作用,最终实现能量有效转换的旋转式机械的通称。

叶顶间隙形态对离心压缩机整级气动性能的影响

叶顶间隙形态对离心压缩机整级气动性能的影响
p rd w t o t la a c . I i la a c a e i n i c e r n e n t ce r n e4,te sa e p e s r a i ,p l t p c ef in y a d h a o f ce th v e p c h p p h tg r su er t o oyr i f ce c n e d c ef in a e rs e — o i i
漏流动研究 工作 的报 道 相对 较 少且 大部 分 集 中在
种不 同 叶顶 间隙形态 时 离心压 缩机 级全 工况 范 围 的气 动性 能 , 与 假设 叶顶 无 间 隙时 的 级 气 动性 并 能进行 比较 , 同时 对计 算 所 得 的流 动 场进 行相 关
分析 。
航 空和涡轮增 压领域 。实际上 , 由于离 心式 叶轮机 械内部流动 的几何边界 和动力学 条件更 为复 杂 , 在
FL D UI MACHI NERY
Vo. 9, . 2 1 1 3 No 5, 01
文章 编 号 : 10 0 2 ( 0 1 0 0 2 o 05— 3 9 2 1 )5— 0 0一 6
叶顶 间隙 形态 对 离 心压 缩机 整级 气动 性 能的影 响
贺 利生 , 宝军 。 刘 雷明洋
号转 子 内间隙 流动 的研 究 表 明 , 然 泄 漏 流 动 的 虽 特 征 主要是无 粘 的 , 机 匣 附近 的泄 漏 流 场仍 旧 但 是受 粘性 影 响 的 j 。 文献 [ 9 对 2 0 7~ ] 0 0年 以前世界上 叶轮机械 叶
的限制 , 以及 现代 计算 机和 计算技 术 的发 展 , 值 数
Ab ta t s r c : Th e 3D ic usfo i i ifr n i la a c h p s o e t f g lc mp e s rsa e wa t d e y n m eia vs o l w n sx dfe e tt ce r n e s a e fa c nr u a o r s o tg ssu id b u rc p i l smulto . The ifue c ftp ce r nc ha e n a r d n mi e fr nc e t f a o i ai n n l n e o i l aa e s p so e o y a c p roma eo c n r ug lc mprs o tg sa ay e h e f i e s rsa ewa n z d.T l r s t ho t a n c mp rs nwih n i la a e,t e sa e p e s e r t e ulss w h ti o a o t o tp ce r nc i h tg r sur ai o,p l to i f ce c nd h a o f ce th v e oyr p cef in y a e d c e in a e d — i i

离心压缩机性能不稳定原因分析及处理措施

离心压缩机性能不稳定原因分析及处理措施
2000 年 10 月 18 日收到 洛阳市 471012
— 40 —
扩压器、高速转子报废, 重新制作新扩压器和更换 高速转子后, 于 1997 年 11 月 11 日投入运行, 当 时虽然出口流量低于机组损坏前流量, 但仍能满 足工艺要求。 运行至 1998 年 3 月以后, 出口压力 下降较明显, 至 1998 年 5 月 8 日, 出口压力最低 降至0. 69M Pa, 已不能满足工艺要求, 遂停机检 修。经解体检查, 发现一级中冷器存在散热翅片腐 蚀及粉尘严重堵塞情况, 并经仔细测量, 发现修复 的一级叶轮比新叶轮在做功段均匀磨损多了约 1. 2mm ; 制作的二级扩压器入口处叶片钝角过大, 影响气流顺利通行, 容易引起气流冲击, 形成涡流 的情况。 为此, 重新更换了低速转子, 修整了二级 扩压器叶片入口形状, 清理了一级中冷器, 并重新 核定了各部间隙, 于 1998 年 6 月 17 日投入运行, 各项性能参数均达到设计要求, 并优于 1997 年 5 月 23 日前运行参数, 机组运行至今, 一直运行平 稳。机组的结构示意图见图 1, 各时期有代表性的 运行参数见表 1。
过程中, 以实际间隙值及理论设计值上限代入, 可
得:
∃hs
hs
=
∃ qvs ∃qv
=
∃Γ Γ
=
0. 0.
94 71
=
1. 32
即实际潜流损失比设计增大了约 32% , 压力、
流量及效率降低, 一级叶轮的级性能曲线如图 4 所
— 41 —
□ 使用维护
示。
图 4 一级叶轮的级性能曲线
由图可知: A 点为设计最佳工况点, 由于 qvin减 少, 使实际工况点由A 移至B 点, 相应使得一级叶 轮的压比 Ε上升, 效率 Γ 下降, 轴功率 P 下降。

离心压缩机气动性能实验指导书20130418

离心压缩机气动性能实验指导书20130418

实验一离心压缩机气动性能试验一、实验目的1 初步掌握离心压缩机气动性能实验方法2 学习主要性能参数的测量方法和实验数据整理二、实验装置简图试验台采用以空气为试验气体的开式试验台,主要由试验管路、流量测量装置及节流阀等组成,根据试验管路与压缩机进、出气口连接方式可分为进气、出气和进出气三种试验装置,本实验采用进出气试验装置,见图1所示。

图1 压缩机进出气试验装置简图三、实验步骤1 检查温度传感器和压力传感器的安装位置,传感器与管道连接处不得有漏气,功率表接线是否正确;2 检查进口蝶阀和出口闸阀的初始位置,蝶阀开度在50%,闸阀本体红色转换开关置于“远方”位;3离心压缩机启动程序:第一步:合闸;第二步:启动控制柜电动阀门按钮,智能光标面板上,选择“手动”,设置闸阀的初始位置开度为30%;第三步:启动离心压缩机,选择面板上“变频自动/停车/手动”按钮为“手动”;第四步:启动变频器,选择面板上“变频器启动”绿色按钮,在变频器控制面板上点“start”键,设置变频器频率为“1Hz”,观察压缩机旋转方向。

从出口方向看,压缩机的转动方向是逆时针旋转,然后每5Hz递增,暂停一下,增加频率至80Hz为止;第五步:进气蝶阀全开,出口闸阀调至40%,进行第1个工况点数据采集;第六步:逐步降低闸阀开度至最小,完成其余工况点数据采集,每一工况测量之前,应以2-3min相等间隔的时间连续读取10组以上的读数,其中读数与其平均数之比不应超过表1-6中所规定的范围是为平衡,再同时取各仪表的平均读数;第七步:离心压缩机关机步骤,闸阀开至20%,再逐步降低频率,每5Hz 暂停一下,降至1Hz时,运行一段时间,待压缩机温度有所降低时,再降低频率至“0”;第八步:断电四、实验数据记录表离心压缩机试验装置基本参数:试验类型:进出气试验压缩机形式:离心压缩机电机功率:22KW 电机效率:90% 转速:5360rpm试验风管进口直径:D1=0.2135m 试验风管出口直径:D2=0.2135m进口测压点与压缩机进气口法兰之间的距离:L1=0.4m出口测压点与压缩机出气口法兰之间的距离:L2=0.4m表1-1 离心压缩机试验数据记录表试验日期:试验者:五、试验数据处理方法测试数据的处理应根据压缩机在不同试验台上的试验,分别按表1-4中所列公式进行计算。

离心压缩机热力过程模拟与性能分析

离心压缩机热力过程模拟与性能分析

离心压缩机热力过程模拟与性能分析离心压缩机是一种常见的热力设备,被广泛应用于空调、制冷、工业制造等领域。

其作用是将气体吸入转子,在转子叶片的作用下,使气体压缩并提高温度,然后将高压高温气体排出。

离心压缩机的热力过程可以通过模拟与性能分析来深入了解其工作原理和性能特点。

热力过程模拟是指利用数学模型和计算方法对离心压缩机的工作过程进行模拟和计算。

通过模拟计算,可以得到离心压缩机在不同工况下的压力、温度、功率等参数,从而对其性能进行评估和优化。

首先,热力过程模拟需要建立离心压缩机的数学模型。

这个模型应该包括离心压缩机的几何结构、气体流动特性、转子叶片的运动情况等。

通过对这些参数的建模,可以得到一个描述离心压缩机工况的数学表达式。

其次,模拟过程中需要确定离心压缩机的工作条件。

这包括气体的种类和物性参数、进出口压力温度等。

通过这些参数,可以计算得到离心压缩机在不同工况下的运行状态。

然后,对于建立的数学模型,可以使用计算机软件进行求解。

常用的求解方法有有限元法、CFD方法等。

通过这些方法,可以得到离心压缩机在不同工况下的压力、温度分布,以及转子叶片的受力情况。

在得到模拟结果后,可以对离心压缩机的性能进行分析。

一种常用的分析方法是绘制压力-容积(P-V)图和温度-熵(T-S)图。

通过这些图形,可以直观地观察到离心压缩机的工作过程和性能特点。

比如,可以推测离心压缩机的压缩比、热效率、排气温度等性能参数。

此外,也可以通过模拟分析来优化离心压缩机的设计和运行参数。

例如,可以通过改变进出口压力、调整叶片结构等方式,来提高离心压缩机的性能。

这样的优化分析可以帮助工程师们提高离心压缩机的工作效率,减少能源消耗,降低系统运行成本。

总之,离心压缩机的热力过程模拟与性能分析是了解其工作原理、评估性能以及优化设计的重要手段。

通过建立数学模型、模拟计算和性能分析,可以深入了解离心压缩机的行为规律,并为实际应用提供理论指导。

未来,随着计算机技术和数值方法的不断发展,离心压缩机热力过程模拟与性能分析将会越来越精确和可靠,为离心压缩机的优化和发展提供更多可能性。

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结 焦 问题 , 抑制 了裂解 气压 缩机 组 内聚合 结垢 , 障 保 了机组 的 工 作 效 能 及 其 安 全 平 稳 运 行 。影 响 湿
压缩 的因 素 比较 多 , 水 滴 直 径 、 湿 量 、 滴 温 度 如 加 水 及大 气温 度 、 压缩 机结 构 、 比、 压 流量 等 , 只有 合理 选 择上 述 的条件 才 能 达 到较 好 的湿 压缩 效 果 , 否
压缩的强度校核。结果发现 : 在合 理选 取 的 进 气 温 度 为 3 o 喷 水量 为 工 质 流 量 的 1 时 , 压 缩 机 的 出 口温 0C, % 此
度 明 显 降 低 , 量 增 加 , 位 质 量 工 质 所 需 要 的耗 功 也 降低 ; 水 滴 直 径 为 5x 时 , 叶 片 强 度 影 响 很 小 。此 流 单 在 1 m 对 研 究 为 离 心 压 缩 机 湿 压 缩 的发 展 和 安 全 使 用 提 供 了一 定 的 基 础 。 关 键 词 : 心压 缩 机 ; 压 缩 ; 动 特 性 ; 度校 核 离 湿 气 强 文献标识码 : A 文章 编 号 :0 9— 89 2 1 )2— 07— 4 10 2 8 (0 1 0 0 4 0
l 湿 压 缩 特 性 及 水 滴 蒸 发 模 型
湿 压缩 过程 的关键 是 压缩 过程 中 的热力 学过 程
水 滴在 沸点 之上 或者 之下 ,n ie 程定 义如 下 : A tn 方 o
P = x( P ep A一 ) () 1
收 稿 日期 :00—1 21 0—0 改 稿 日期 :0 0— 1 2 9 21 1 — 6 作 者 简 介 : 小 鹏 (9 4一) 山 东 烟 台 人 , 士 , 事 叶 轮 机 械 热 力 设 计 、 片 开 发 、 动 分 析 和 强度 校 核 的工 作 。 辛 18 , 硕 从 叶 气
湿 压缩过程 如 图 1所 示 , 中 1— 其 2过程 表 示实 际干压缩过程 ; ’ w过 程表 示先 冷却后 压缩 的湿 1 一2
念, 并在 燃 气轮机 联合 循环 上进 行 了方案 设计 ¨ 。
近几 年 湿压 缩 技 术在 国外 获 得 了很 大 发 展 , 美
国 G E公 司 的 L 0 0机 组 和 A S O 的 G g M6 0 LT M T D机
( . 江省 工业汽 轮机 转子 动 力 学研 究 重点 实验 室 , 州 3 0 2 ; 1浙 杭 10 2 2 杭 州汽轮 动 力集 团 中央研 究院博 士后 科研 工作 站 , 州 . 杭 302 10 2;
3 西安 交通 大 学动 力工程 及 工程 热物理 博 士后 流动站 , . 西安
∞。 。
2 6 7 +0 . 8 e 05
2 湿 压 缩 气 动 分 析
2 1CF 方 法 . D

{ 2 13 + 0 .9 e 0 5
{ 1 9e05 . 8 + 0 6
4 .0e05 1 4+0 2
{ 7 11 + 0 .0 e 0 4
第2 4卷
第 2期
《 燃




术》
Vo. No. 124 2
2 1 年 6月 01
GAS TURBI NE ECHNoLoGY T
J n , 01 u .2 1
离 心 压 缩 机 湿 压 缩 的气 动 性 能 分 析 和 强 度 校 核 研 究
辛 小鹏 隋永枫 , 旭 东 刘 象拯 张 军辉 , 丁 , ,
中 图 分 类 号 :K 5 T 42
湿压 缩 是 指 通 过 在 压 缩 机 的 进 口或 者 级 问 喷
和水滴 蒸 发过程 , 具体 内容 如下 。 其
1 1湿 压缩 特性 .
水 , 到 降低 出 口温 度 , 高压 缩机 性能 的一 种热 力 达 提
过程 。14 9 7年 K e sh d 首 先 提 出 了 湿 压 缩 概 li e mi n t
图 1 湿 压 缩 过 程 的温 熵 不 意 图
则会起 到相 反 的效 果 。湿压 缩 是 一 个 复 杂 的 过程 ,
为 了合 理地 应用 湿 压 缩 , 要 进 一 步分 析 湿 压 缩 的 需
气动性 能并 进行 强度 校核 。
12水滴蒸 发模 型 .
水 滴蒸 发模 型关 键 是 通 过 A tie方 程来 定 义 non
压缩 过程 ; 2 过程 表示 等熵 压缩 过 程 ; 2 过程 1— s 1— t 表示等温压 缩过 程 。由于 湿压 缩过 程 中水滴 蒸 发会 吸收热量 , 工 质 的温度 降低 , 温熵 图上介 于 等 导致 在
温过程与实 际多变过程之 间。
组采用 了湿 压缩 技术 , 已经投 入商业 运 行 , 取得 了 并 较好效 果 。 。 国内也展 开 了对湿 压缩 技 术 的研 究 和应用 : 庆石化 公 司裂 解 气 压 缩机 组 采 用 了喷 水 大 湿压缩 技术 , 改造 的压 缩 机 组前 3段 裂 解 气 出 口 经 温度 由 15 下 降 到 了 8 ℃ 以下 , 0℃ 5 解决 了裂 解 气 的

704 ) 10 9
要 : 用 湿 压缩 技 术 可 以 降 低 压 缩 机 出 口的 温 度 , 采 有效 解 决 裂解 气 的 结 焦 问 题 。采 用 C D方 法 对 某 离 心 F
压缩 机 进 行 了 湿 压 缩 的 气 动 性 能 分 析 , 将气 动 计 算 所 得 到 的 叶 片表 面 压 力 加 载 到 C E模 型 中 , 而 进 行 了湿 A 从
4 8
燃气 轮机 技 术
Pr s u e e s r C nt r O ou 1

第2 4卷
P 为蒸 汽压 力 , 为参 考 压 力 。式 中系 数 A、 P B、 C非常关 键 , 由用 户 自己定 义 , 取 为 2 . 9 , 3 164
为 38 6 4 C为 一 6 1 。 1. 4, 4 . 3
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