移动式双螺杆空气压缩机系统动态特性分析

在对移动式双螺杆空气压缩机系统组成及运行原理分析基础上,建立柴油发动机子系统、空气压缩机主机子系统和进气控制子系统数学模型,利用Matlab/Simulink平台构建空气压缩机系统仿真模型,对空气压缩机在加/卸载运行条件下的系统压力、流量和轴功率进行仿真分析,以研究双螺杆空气压缩机动态特性;并通过试验验证数学模型的有效性。仿真和试验结果表明:用气量对空气压缩机系统动态特性产生影响,用气量波动越大,空气压缩机系统轴功率越高,能量利用率越低,且压力波动越大;用气量越大,空气压缩机加卸载频率越低,系统能量利用率越高;仿真结果和试验结果最大相对误差小于5%,所建立的数学模型能反映空气压缩机动态加、卸载运行过程。该研究可为空气压缩机系统节能运行提供参考。     

转子式制冷压缩机温度场的求解模型

制冷压缩机运行过程产生的热环境对于部件及润滑油的性能至关重要,明确压缩机机壳内空间和壳体的温度场分布情况,有助于整机性能的优化,提升其可靠性.为此,对现有转子式制冷压缩机的传热模型加以改进,考虑了储液器的影响,应用集总参数法建立了带有储液器结构的转子式压缩机热场计算模型.其初始输入参数:压缩机部件几何尺寸、环境温度、压缩机输入功率、储液器入口气体温度、压缩比、压缩机电机效率、机械效率等,在明确集总模块间的传热热阻之后,通过数值手段求得各集总模块的温度.研究成果可为该类典型结构的整机温度分布求解提供理论依据.     

离心压缩机性能换算软件的开发与应用

以离心压缩机变工况性能换算、特性曲线变转速二次拟合、基于BWRS方程的气体物性计算为理论基础,以NetBeans IDE 6.7为开发平台,结合Excel,采用Java语言开发了离心压缩机性能评价软件.软件能够准确计算与压缩机工作过程相关的气体物性参数,实现电子图像版压缩机特性曲线的数字化,可对不同入口条件下的特性曲线进行换算及变转速拟合,确定压缩机的流量控制界限.以某天然气长输管道首站的历史运行数据为依据,验证了软件计算结果的准确性.该软件可用于优化压气站运行方案.     

西气东输工程压气站工艺流程设计

介绍了西气东输天然气管道大型压气站的设计工艺过程,给出了压力站逻辑控制具体工作过程和压气站设计参数.在具体流程设计中提出的对站场布局、安全保护以及辅助设施的设计思路,可为其它大型压气站设计提供参考.     

基于FFD方法的离心压气机叶片优化设计与试验

为了改善离心压气机叶片多工况优化设计时面临的设计空间大、冗余搜索、灵活性不足、优化效率低等问题,提出了基于自由曲面变形技术(free form deform, FFD)的离心压气机复杂曲面叶片参数化方法,建立了叶片局部几何区域与三维空间网格控制体的映射模型,研究了样条曲线基函数几何特性对叶片几何构型的影响,实现了离心压气机叶片几何外形的局部精细化改型.结合B样条基FFD参数化方法、多目标进化算法和计算流体动力学对复杂叶片的局部区域进行了多工况气动寻优,优化结果表明:在满足约束条件的情况下,流场结构得到进一步的改善,额定工况和常用工况等熵效率分别提高了0.48%和0.40%,喘振裕度分别提升了1.6%和1.8%,利用较少的设计变量实现了离心压气机复杂曲面叶片高效灵活的精细化设计,为离心叶轮的气动优化设计提供了新的理论依据.     

组合压气机中尾迹与势流同频/异频干涉的叠加特性

为揭示多级压气机中上下游叶轮对中间叶片叠加气动影响特性,阐述不同叠加干涉情况下下游叶轮进气角度变化,采用数值方法模拟了一级轴流和一级离心组成的组合压气机非定常流场。详细讨论了上游动叶尾迹和下游动叶势流对中间导流叶栅段气流非定常流动的异频和同频叠加干涉特性,依据计算结果,直观地展示了静叶通道中两种干涉间相互激励和抑制作用的位置和时间,与数学公式的推导结果相互印证。研究结果表明:当上下游动叶对中间静叶段异频干涉时,干涉的激励、抑制区域的轴向位置随时间发生变化；当上下游动叶对中间静叶干涉频率相同时,干涉的相互激励、抑制区域的轴向位置不随时间发生变化,但干涉的激励、抑制区域的轴向位置受时序位置影响。另外,上游动叶尾迹与下游离心叶轮势流的不同叠加情况,决定着下游离心叶轮进口相对气流角的大小及波动幅值。      

多轴压缩装置滑动轴承-转子系统不平衡响应分析

本文从转子动力学角度出发,结合达朗贝尔原理和传递矩阵法建立了转子离散化动力学方程,基于流体动压轴承理论和有限差分法计算非线性油膜压力,提出了一种由滑动轴承支承的多轴离心压缩机转子系统动力学模型,并从轴心轨迹、轴承偏心率、频谱响应等方面,分析了该非线性轴承-转子系统的不平衡效应及振动特征。结果表明：转子在理想化的不平衡量下,振动特征主要表现为次同步涡动。随着不平衡量的增加,转子主同步响应增大,在0.2g*mm不平衡量下,转子系统出现多重椭圆轨迹,非常不利于转子系统的使用寿命。在G1平衡精度下,转子系统具有良好的动力学特性,可保证多轴压缩机主轴转子系统在正常工况下稳定健康运转。