基于WP-ICA分析的涡旋压缩机故障特征提取方法研究

针对涡旋压缩机故障特征难以提取以及在小样本下故障类别难以区分的问题,提出了一种基于小波包能量谱与独立成分分析相结合的故障特征提取方法,结合支持向量机建立故障分类模型,实现非平稳信号的准确识别。首先对信号进行小波包分解与重构,通过重构系数获取分解后不同频带所对应的小波包能量作为故障特征值;再利用独立成分分析法对故障特征值进行优化得到特征向量值;最后构造支持向量机,输入故障特征向量进行训练和测试,可得出涡旋压缩机故障诊断的准确率。实验和仿真分析结果验证了该方法的有效性,其诊断准确率可达94.5%。

微小型压缩空气储能系统用涡旋压缩机流动特性研究

以空气为工质,基于计算流体动力学方法,对无油空气涡旋压缩机在变工况运行条件下进行了三维非稳态数值模拟。研究发现:动静涡旋齿之间存在的径向间隙,会使得压缩机工作腔内温度、流速和压力的分布不规律;增大转速,不但可以增加涡旋压缩机的质量流量,而且还可以减小切向泄漏量,进而提高压缩机的工作效率;排气压力过大,会降低涡旋压缩机的基本输出性能;在低转速下,过高的排气压力会使得压缩机排气口出现“净回流”现象。

基于功率流有限元法的涡旋压缩机振动特性研究

针对涡旋压缩机内部振动传递路径复杂,采用传统的传递函数法往往不能真实地描述振动产生与传递的本质问题,引入功率流有限元法从能量角度分析振动传递特性,进行涡旋压缩机内部振动产生、传递与空间分布的可视化研究。在分析涡旋压缩机的动力拓扑关系基础上建立激励源,提取与振动响应模型并进行仿真分析;利用实体试验和响应分析结果对比进行模型有效性分析;在验证后的模型上定义8个能量输出面,分析谐波与激励作用下上支撑和下支撑的振动能量传递特性,并且计算节点的功率流矢量确定振源的空间分布。结果表明,涡旋压缩机曲轴在运转到280°时,振动频率在1 000 Hz与1 890 Hz时振动能量传递率较高,上支撑能量分布均匀并集于自身,下支撑能量集中于支脚并向外传递。研究方法和研究成果对于涡旋压缩机振动分布及传递、振动控制和优化设计等方面具有一定借鉴意义。

利用代数-阿基米德双螺线构建变截面涡旋齿组合型线

变截面涡旋机械组合型线由于不同类型曲线采用不同的模型参数,型线的数学模型较为复杂且连接条件不易通过显性计算获得.针对上述问题,提出由代数螺线-阿基米德螺线双螺线组合的新型涡旋型线.首先,基于共轭啮合理论求解螺线类涡旋型线曲线极角与主轴转角之间的关系,推导出螺线类涡旋型线的归一化数学方程.其次,根据组合型线的光滑连接条件建立双螺线涡旋型线连接点的约束方程,得到两类双螺线涡旋型线的几何模型.然后,定量分析了第一类双螺线组合型线参数(螺线指数、螺线系数和连接点极角)对涡旋齿几何性能的影响.最后,对比研究了双螺线组合涡旋型线的性能优势.结果表明:第一类双螺线组合型线几何表征简洁、无需进行齿头型线修正即可直接使用;在涡旋齿径向尺寸相同条件下,与传统圆渐开线涡旋齿相比,行程容积提升了7.61%,压缩比提升了27.42%,面积利用系数提升了7.61%.

高效双级喷油螺杆空压机的研究与开发

为了实现空压机设备的能效提升,开发了1台额定功率为250 kW的双级喷油螺杆空压机,空压机的低、高压级均采用新型螺杆转子型线,压缩机在结构上采用了一系列创新设计,对级间压力、喷油量等关键运行参数进行了优化,并通过试验测试对所开发双级喷油螺杆空压机样机的能效进行了评估。结果表明,在最佳转速为1330 r/min时,容积效率可达到95.6%,低压级和高压级压缩机的绝热效率则分别达到93.3%,88.6%;依据GB 19153—2019对样机能效进行评估,在100%,70%和40%负载下,样机均可达到定转速喷油回转空压机一级能效,考虑到空压机在额定负载与部分负载时的综合性能,其机组比功率可达到5.72 kW/(m^(3)·min),相较于一级能效限定值低了7.7%,达到了“双一级能效”,实现了同类螺杆空压机产品的能效升级。此外,通过试验研究了转速变化对双级喷油螺杆空压机低、高压级p-V指示曲线和效率的影响规律。经研究发现,低压级压缩过程p-V曲线低于等熵压缩过程,转速变化对其影响较小,而高压级压缩过程p-V曲线受气体泄漏影响显著,转速升高会导致高压级压缩过程曲线逐渐变缓;低压级和高压级压缩机效率随转速变化呈现出不同的变化规律,且高压级压缩机的容积效率和绝热效率均对转速变化非常敏感。研究结果可为螺杆空压机的能效升级提供参考价值。

双螺杆空压机消声器设计与性能分析

针对双螺杆空压机在工作过程中壳体产生较大噪声的问题,利用有限元分析技术,对空压机壳体进行噪声频谱研究,得到在100~1500 Hz时,双螺杆空压机壳体噪声频谱图。采用添加消声器的方法进行降噪处理,并对消声器进行了结构优化设计,消除了谐振现象;将所设计的消声器安装在双螺杆空压机吸气口处,对比发现该消声器具有较好的降噪效果。研究成果可对双螺杆空压机降噪起到一定的参考作用。

旋叶式压缩机在船舶LNG燃料系统的仿真及应用

对近年广泛装船应用的一种新型旋叶式压缩机进行深入研究,对其结构形式及工作原理进行介绍。通过与传统蒸发气压缩机进行对比分析,论证其装船适用性及限制条件。提出一种合理化的近似仿真模拟计算方法并采用专业软件进行仿真模拟,通过与厂家实际数据进行对比,证实其仿真计算方法的有效性,从而解决了该类型压缩机特殊结构形式导致液化天然气燃料系统定量分析计算困难的问题。研究结果对LNG、氨、氢等绿色低碳燃料的船舶工程应用具有参考借鉴价值。

转子式压缩机特性的半经验计算模型研究

为了实现定速和变频转子式压缩机性能参数的快速、高精度预测,本文基于压缩机容积效率和效率完善度物理含义,研究了不同工况下转子式压缩机效率和制冷剂物性参数规律,建立了一种定速和变频转子式压缩机全运行范围内制冷量Q、功率P、质量流量FM性能参数的半经验计算模型。模型精度验证结果表明,定速半经验模型对制冷量、功率、质量流量的拟合偏差在1.5%以内;变频半经验模型对制冷量、质量流量的拟合偏差在±3%以内,对功率的拟合偏差在土5%以内,模型拟合精度良好。由于半经验计算模型常系数仅有3~4个,通过对变频压缩机拟合工况数量分析表明,5组数据就能够实现对性能参数6%以内偏差的预测,18组数据量就能够达到良好的拟合精度,能够大大减少实验工况,提升计算效率。

无油螺杆空压机典型故障分析与研究

针对英格索兰SM110无油螺杆空压机日常运行出现的机头锈蚀、冷却器进口管线连接处断裂、主电机过载等典型故障,根据无油螺杆空压机的工作原理,深入分析空压机频繁出现故障原因,对空压机运行方式进行深入探讨,通过平衡压缩空气供耗气量的方式实现单台空压机连续加载运行,避免空压机频繁加载卸载,为无油螺杆空压机的典型故障处理和预防提供了新思路。

凝析油加氢装置离心压缩机组运行故障分析及解决措施

EB45-8离心压缩机组是为500 a/t凝析油加氢装置配置的汽拖压缩机组,它由EB45-8离心压缩机、汽轮机组成,机组的布置形式为:EB45-8压缩机+汽轮机。该机组在空载联合试车时汽轮机排缸温度过高及在运行中存在汽轮机非驱动端径向轴瓦温度无规律温升波动,润滑油站底部含水等问题。通过对上述3个问题的分析,提出了相应的解决措施,通过增加喷淋管路,调整汽轮机非驱动端轴瓦间隙及增加刮油槽措施,在汽轮机轴承箱增加气封冲氮装置措施彻底解决了机组的问题,提高了离心压缩机组的可靠性,确保设备的长周期运行。

基于8D方法解决压缩机运行电流过高问题研究

为了解决客户投诉的压缩机运行电流过高的问题(15.3A),使运行电流保持在正常范围(6~8A),在寿命范围内充分发挥其功效。为此,本文采用8D方法成立8D小组,从问题详细描述、临时围堵措施、确认根本原因、部署永久纠正措施、纠正措施验证等各个阶段的分析和部署,在压缩机生产线增加了视觉探测系统,同时优化了产线的最终检测参数,解决了压缩机运行电流过高的问题。

通过优化泄荷槽降低楔形封闭容积对压缩机的影响的分析和实验

大多数基于不对称型线的双螺杆压缩机,壳体排气端面与转子排气端的接触线之间会形成一个楔形封闭容积,楔形封闭容积对压缩机的比功率、噪声、振动烈度等都有着不小的影响。在设计压缩机轴向排气口时增加泄荷槽,可以降低楔形封闭容积带来的不利因素。为了进一步降低这种不利因素,可以优化原有泄荷槽的形状、位置等,并通过实验作对比,验证方案的可行性。

医用空气压缩机智能控制系统创新与应用

医用压缩空气是医院必不可少的支撑系统之一,压缩空气品质关乎患者生命和精密仪器使用寿命,如何对压缩空气品质进行监控,为医院源源不断地提供高品质压缩空气,本文从压缩空气供气系统和监控系统等方面保障压缩空气品质进行阐述。采用智能压力变送器、智能露点检测仪、CO分析仪、CO_(2)分析仪、压缩空气含油量检测仪测控技术以及嵌入式软件算法,以目标导向和结果导向为原则,通过PDCA全流程闭环过程管控的创新方法,借助云平台、手机端、电脑端对医用压缩空气品质进行监控,对于大型综合医院匹配的医疗空气、器械空气、牙科空气三套压缩空气供气系统同时进行监控,从根本上保障医用压缩空气品质,提升监控效率。

利用Excel求解螺杆压缩机转子型线几何参数的方法

叙述了一种求解螺杆压缩机转子型线几何参数的方法。基于解析包络法分别列出阴、阳转子型线对应的曲线参数方程。对方程所需的几何参数一一求解。有些参数由于求解过程复杂,在没有专业的数学计算软件帮助下,利用excel对其求解。最后求得满足设计需求的几何参数。

干式螺杆压缩机瞬态仿真分析

在海上LNG运输船中,低温螺杆压缩机是天然气压缩、回收和储运过程中的重要设备。在天然气的回收压缩过程中,一般采用多级压缩,对于其中的第二级螺杆压缩机,通过数值仿真,预估压缩机性能并提出改进方向。采用Simerics MP+数值分析软件,建立螺杆压缩机转子运动网格,对压缩机流量、内部压力和温度分布进行仿真分析。结果表明:所设计的螺杆压缩机,需要减小转子在排气端面的死容积,压缩机的双侧吸气结构也需进一步优化。

涡旋式无油压缩机转子轻量化及疲劳行为研究

针对涡旋式压缩机转子的偏心构成及高速特性,通过等效配置有限应变梁单元、二维轴承单元及三维空间质量单元等,开发基于参数化的主轴部件有限元建模程序。考虑陀螺效应,在转子动力学分析基础上获取主轴系统的Campbell图及临界转速。以配重质量(m_(1)、m_(2))及其质心位置(R_(1)、R_(2))为变量对转子组件进行动态优化,不仅将其1阶临界转速提高了4.2%,而且使配重总质量与最大应力幅分别减小了0.413 kg和0.21 MPa,达到轻量化设计预期。利用nCode DesignLife构建S-N应力疲劳分析项目仿真流程,实现了多工况时序载荷映射下的曲轴疲劳分析与损伤评估。结果显示:轻量化设计在提高曲轴最低疲劳寿命的同时,明显减小了曲柄端的损伤程度及疲劳危险区,有利于提升曲轴的疲劳寿命与抗破坏能力。

基于ABAQUS的刀具几何参数对铣削HT250铸铁变截面涡旋盘的影响

由于变截面涡旋盘加工比较复杂,且加工精度要求高,需考虑刀具几何参数。开展HT250铸铁变截面涡旋盘高速铣削仿真,研究刀具几何参数对其的影响,并通过试验加工出变截面涡旋盘实体;构建由三段基圆渐开线组成的变截面涡旋盘数学模型,建立三维铣削模型和简化后的二维铣削模型,基于ABAQUS软件分析加工时刀具前角、后角和钝圆半径对铣削力和铣削温度的影响规律,得到不同刀具几何参数的铣削应力云图和铣削温度分布云图。通过刀具几何参数对变截面涡旋盘铣削力和铣削温度影响规律的研究,为选择合理的刀具几何参数提供依据和参考,便于提高变截面涡旋盘加工精度。

新型变截面涡旋型线的多目标遗传算法优化

利用基圆渐开线和幂级数形式的高次曲线构造一种新型的变截面型线,并针对目前变截面型线优化设计中只以容积性能为优化目标而未考虑型线力学性能这一缺点,提出综合考虑容积性能和力学性能的多目标优化设计方法。将容积性能中的重要指标——压缩比和力学性能中的关键指标——轴向气体力和切向气体力作为优化目标,利用遗传算法对其进行多目标优化。结果表明:优化后的两大指标较优化前均有显著变化,压缩比提高了11.3%,轴向气体力和切向气体力明显降低,尤其是切向气体力降低的幅度较大,最大轴向力和最大切向力分别减少了2.11%和22.71%,表明提出的优化方法可以获得综合性能较优的变截面型线。

双螺杆压缩机工作性能参数仿真及试验研究

双螺杆压缩机是将低压气体转换为高压气体的一种旋转机械装置,现阶段存在着影响双螺杆压缩机内部流场性能参数的研究不够全面,缺少相关试验分析,并且四大工作性能参数对双压缩机性能的影响尚未系统化、定性化描述的问题。以5~6齿双螺杆压缩机为研究对象,利用Pro.e和Pumplinx软件为研究手段,建立双螺杆压缩机3D流体域模型,采用动网格技术分析了功率、流量、比功率、压力四大工作性能参数在瞬态流场特性下的变化规律,同时,进行了试验验证。结果表明,功率仿真数据与试验数据相比较,差异率为0.13%,排气量差异率为0.933%,比功率差异率为4.92%,压力差异率为0.388%。由此可知仿真值与试验值差异率均小于5%,吻合度较好,研究结果完善了双螺杆压缩机性能参数评价标准,为后续双螺杆压缩机性能优化提供了一种新方法。

单螺杆压缩机星轮齿内到齿侧间隙的精准供液技术研究

单螺杆压缩机具有良好的力学性能,单机容量大、结构简单、易损件少,在无油空气压缩、低温热泵、水蒸气压缩等诸多领域具有良好的应用前景。星轮齿和螺杆齿槽组成的啮合副是单螺杆压缩机的核心部件,其必须具有良好的润滑,否则易因高速滑动遭到磨损。单螺杆压缩机通常会使用喷液润滑,然而在一些特殊领域内,喷入润滑液体(如水)可能会造成排气参数降低。为减少单螺杆压缩机的喷液量同时确保可靠润滑,提出了一种星轮-螺杆啮合副精准喷液润滑构造及其设计方法,并利用FLUENT模拟了构造内部润滑水的流动和传热过程,验证了构造及设计方法的合理性,为单螺杆压缩机向高转速、水蒸气压缩机领域的发展提供了一种技术方案。