压缩空气储能系统用多级离心压缩机进口导叶调节策略研究

压缩空气储能系统在储能过程中,储气装置内部压力不断升高,这要求压缩机在较大压比范围内工作。高效变工况是压缩空气储能系统中压缩机的核心要求,为实现这个设计目标需要采取合适的调节方式及其调节策略。可调进口导叶结构简单,可在工作过程中运行,并可利用伺服装置实现自动化,是目前压缩空气储能系统中压缩机最适合的调节方法之一。本文以压缩空气储能系统中某4级离心压缩机为研究对象,建立了一种适用于多级离心压缩机变工况调节的性能预测方法,采用数值模拟得出单级离心压缩机性能曲线,并编写级性能叠加程序获得整机性能曲线。利用最小二乘法将多级离心压缩机性能数据拟合为多项式函数,采用遗传算法建立了以等熵效率为优化目标,进口导叶开度为优化变量,整机出口压力或者流量为约束条件的可调进口导叶调节策略程序。

回流器对多级离心压缩机性能影响的数值模拟研究

多级离心压缩机广泛应用于航空领域,提高其工作效率可有效降低系统能耗及运行成本,而回流器作为多级离心压缩机中的一个重要部件,对级效率有着高达6%~8%的影响。为了降低回流器的流动损失,采用三维数值模拟方法研究了回流器的叶片叶型与叶片数对两级离心压缩机性能的影响,计算得到回流器叶型、扩散因子与回流器的总压恢复系数的关系,分析回流器不同叶高处的内部三维流场。结果表明:回流器叶片采用NACA65-015型、回流器叶片数目为21片时,该两级高速离心压缩机在设计点的整体性能最优,其等熵效率为81.85%、压比为2.502,满足设计要求;同时在大流量工况下,整机的效率和压比随叶片数增多而提升。本研究能够为多级离心压缩机回流器的设计优化提供技术指导。

多工况多级离心压缩机总体优化命题的建模与数值方法

介绍了多工况点的压缩机最优模拟设计点的特点及相应的优化建模 ,包括目标函数的建立、约束条件的确立和计算方法 ,使满足该模拟设计点要求的压缩机在逼近最优目标函数最大值的同时 ,兼顾各真实工况运行点都能在较好效率下工作 ,并列出了基于模型级数据库的优化设计实例。

多级离心压缩机级间弯道与回流器内流动的数值研究

对某型多级离心压缩机的气动性能进行了CFD数值研究,计算方法基于Jameson格式,湍流模型选择Baldwin-Lomax模型。对弯道与回流器等多级压缩机级间的静止部件内的气动特点进行研究,旨在揭示气流经弯道与回流器后气动参数的变化特征。结果表明,不同位置的弯道对流动的影响是截然不同的。由于这些静止部件对流体的扰动,使次级动叶的进口来流工况点偏离设计值,易于造成对整机气动性能的下降。因此多级压缩机的动叶设计应对来流的不均匀性加以充分考虑。

多级离心压缩机级间静止部件气动特性与旋涡结构的数值研究

通过CFD技术对某型多级离心压缩机内的流动进行了数值模拟,重点研究了多级离心压缩机级间装置如回流器、两类弯道内气动特点及其旋涡结构的特征,旨在揭示气流经弯道与回流器后气动参数的变化规律.结果表明,不同位置的弯道对流动的影响是截然不同的.由于这些静止部件对流体的扰动,使次级动叶的进口来流工况点偏离设计值,易于造成整机气动性能的下降.因此,多级压缩机的动叶设计应对来流的不均匀性加以充分考虑.

多级离心压缩机无叶扩压器内气动性能的数值研究

对某多级离心压缩机的气动性能进行了整级CFD数值模拟,重点研究并比较了级间与级后无叶扩压器内的气动特点。计算方法基于Jameson格式,湍流模型选择Spalart-Allmaras模型。结果表明,在多级离心压缩机中,无叶扩压器的性能对整个机组的总体性能影响很大。级间与级后无叶扩压器内的能量损失都很高,但后者以摩擦损失为主,而前者由于受其下游弯道的影响,流动发生分离,因而其能量损失来源于摩擦与分离的共同作用。

一种新的模糊神经网络的多级离心压缩机性能预测方法

为了能够准确地对多级离心压缩机进行性能预测,深入地研究了模糊神经网络在其中的应用,提出了一种新的模糊神经网络的多级离心压缩机性能预测方法;在该方法中,首先,深入地剖析了多级离心压缩机的性能模型,分别建立了能量传递模型和气流损失模型;其次,设计了用于预测多级离心压缩机性能的模糊神经网络,分别定义了输入层、模糊化层、模糊相联层、模糊后相联层以及输出层,同时基于遗传算法训练模糊神经网络,设计了相应的算法流程,从而能够获得优化的隶属度函数的参数和连接权值;最后,利用模糊神经网络进行了多级离心压缩机性能预测的仿真分析,仿真结果表明该方法可以获得较准确的预测结果。

多级离心压缩机叶轮逆向工程气动设计

本文提出了一种离心压缩机备件转子新的制造方法,即多级离心压缩机叶轮逆向工程气动设计。以某多级离心压缩机机组为研究对象,对叶轮进行逆向工程气动设计。首先,分析机组数据表参数,反求各级叶轮气动性能,并以此作为设计目标;然后,在保证所有定子组件及子午结构不变前提下,进行叶轮设计,并对设计方案的气动性能和力学强度进行校核;最后,预测离心压缩机组的气动性能曲线。计算结果表明,设计点的气动性能、稳定运行工况范围以及强度性能均满足原压缩机机组的要求。

动/静干涉对多级离心压缩机整体式静叶片特性影响研究

离心压缩机在国民经济建设中应用广泛但消耗大量能源。在现有的多级离心式压缩机中,作者已经提出一种整体式静叶片设计方法,该叶片贯穿扩压器、弯道和回流器流道。动/静相互干涉作用对级性能影响很大,通过对比五种不同径向间距的模型进行定常分析,结果表明:当叶轮与整体式静叶片的径向间距为75mm时,模型级最大效率81.36%,压比1.473。与原模型相比,效率提高了3.08%,压比提高了1.8%。通过非定常分析方法,发现随着动叶和整体式静叶片之间距离的增加,静叶片引起压力场的变化对叶轮叶片的影响逐渐减弱,静叶片的进口和出口截面的非定常特性也减弱,即二者的相互作用减弱。同时,叶轮叶片表面静压差变化均匀,也有利于叶轮的安全运行。

整体式多级离心压缩机大齿轮转子承载特性分析及关键制造工艺研究

整体式多级离心压缩机中转子系统的稳定性与可靠性至关重要,以其中的大齿轮转子为研究对象,建立其受载计算模型。基于该模型,进行承载特性的研究,分析大齿轮转子在不同负荷下的轴心位置和轴承支撑参数的变化对固有频率的影响规律,并对大齿轮转子在不平衡条件下的位移响应进行计算。以改善热处理质量和提高加工精度为目的,对大齿轮转子的关键制造工艺进行分析,为大齿轮转子的精密制造技术提供依据。

多级离心压缩机中整体式静叶片设计的试验验证

在多级离心压缩机的中间级中,气体在弯道中的流动难以控制,导致流动分离,直接影响下游回流器内部流场和整级效率。针对这一问题,作者已经提出了一种贯穿扩压器、弯道和回流器通道的整体式静叶片结构形式,它能够对气流起到整体引导作用,减少气体在流道中的气动损失。本文为了验证研究成果的可靠性,搭建试验台,并组织试验测试。试验测试和数值模拟的结果都表明,安装整体式静叶片的模型机效率提高了4.5%,总压比提高2.8%。

多级离心压缩通流匹配与整机试验研究

对新比隆A7离心压缩机叶轮与CR-2隔板形成的基本级、基本级与基本级不同间距的串联级、进气室与基本级组合、末级等4种情况进行CFD计算仿真、比较了基本级CFD计算结果与新比隆试验值一致性并分析了通流不同匹配状态下对基本级气动特性的影响;基于上述研究,作者完成一台4级离心压缩机器设计制造,开展了整机的匹配试验验证。试验结果对如何利用基本级通向多级离心压缩机械高效与安全运行的设计与研究具有一定借鉴作用。

推力盘与推力轴承在高速多级离心压缩机中的应用

多级离心压缩机通过多级增压以及冷却器冷却,可以获得更高的压比,更加节能。而作为多级压缩机重要的驱动增速箱,需要平稳的将动力和运动传递各级叶轮做功,着重从设计、制造、装配对增速箱高速转子的推力结构进行分析,找出两种推力结构在高速多级离心压缩机中应用的优缺点,提出了相应的对策,为该类增速箱在解决推力方面的问题、合理选择推力结构提供了理论和实践依据。

多级离心式压缩机防喘振系统模拟研究

针对多级离心式压缩机停车工况波动大、易喘振的问题,使用HYSYS建立动态仿真模型,研究各种情况下多级离心式压缩机停车的具体机组响应,并研究了防喘振阀Cv值和行程时间对多级离心式压缩机系统喘振的影响,为多级离心式压缩机防喘振阀选型提供理论支持。

来流预旋对离心压缩机级间部件性能的影响

利用CFD技术,重点研究了来流周向预旋对多级离心压缩机级间弯道与回流叶栅等静止部件内气动性能的影响。结果表明:弯道内均存在不同程度的流动分离,且分离区的大小随来流周向预旋的增强而增大;降低来流周向预旋能有效地抑制弯道内流动分离,并能使弯道出口(即回流叶栅进口)气流更趋于均匀,这有助于提高回流叶栅的气动性能;回流叶栅内的流动是非均匀、不稳定、剧烈分离的旋涡流动,沿主流方向存在着复杂的二次涡结构,这些二次流旋涡随主流经历着明显的“初生、发展、耗散、溃灭”的过程。

离心压缩机的逆向工程与几何参数化方法及应用

以一台四级离心压缩机为研究对象,采用便携式三维激光扫描仪和硅胶灌注方式,有效解决了闭式离心叶轮三维扭曲叶片的测量问题。在此基础上,使用Numeca软件的Autoblade Fitting模块对离心压缩机通流部件的离散坐标进行了几何参数化建模,并利用CFD方法对整机进行了流场分析。研究表明:本文所开展的逆向工程及参数化建模方法能够用于压缩机流场分析。

大型空分装置配套离心压缩机组的综合选评

通过对多轴齿轮式多级离心式压缩机组和单轴多级离心式压缩机组的压缩机组型式、驱动机型式、外形尺寸和厂房空间需求、投资费用等方面的综合技术选评比较可知,本次4.2万系列空分项目所选用的原料空压机组和增压机组,应优先选用多轴齿轮式多级离心压缩机组。

浅谈硫化氢压缩装置工艺设计

宁夏某化工企业硫化氢压缩装置采用中航黎明锦化机集团制造的多级离心式压缩机,由锦化机集团成套供应。来自界外的的H2S经硫化氢稳压罐后先通过除沫分离器,再经过压缩机入口过滤器,然后进入硫化氢压缩机,压缩机出口压力控制为1.4-1.6MPa（绝）。本装置采用轻质彩钢结构封闭式厂房。整个硫化氢压缩装置布置原则首先顺应工艺流程顺序,尽量减少管线迂回。

基于Madyn 2000的磁悬浮轴承控制器的设计（英文）

电磁轴承的独特特性使其在工业上的应用快速增多。当前,对电磁轴承支承转子在效能和可预测性方面的要求达到了与传统油膜轴承和滚动轴承支承转子的同样标准。对转子系统设计者来说,理解电磁轴承特殊的技术特性是非常重要的。电磁轴承的特性要求是由转子动力学特性和使用的工作环境两方面来定义的。基于现代力学分析软件工具,以及电子化的控制器和它们在一个DSP上的数字化成就,电磁轴承能被很好地设计出来。本文总结了电磁轴承控制器的设计流程,同时给出了电磁轴承所支承的三个不同转子的应用。第一个是小型高速主轴转子,转速120 000r/min,第二个是小型涡轮分子泵转子,转速36 000r/min,第三个是大型多级离心压缩机转子,转速600~6 300r/min。最后分别给出了它们的计算分析和试验验证结果。

空分装置中循环水温度的重要性

本公司有1套52T8PD空分装置,空压机排气量38000m3/hr,为3级压缩,是美国离心式压缩机。在空分装置运行过程中,循环水对设备起到冷却,热交换作用,对空分设备的安全和效率起着及其重要的作用。(1)循环水温度对压缩机能耗的影响。空分装置中,空压机,循环氮压机,喂气机的级间冷却器和后冷却器都是通过循环水进行热交换冷却的,水温越低,换热效果越好,压缩机的等温效率越高,能耗越少。气体温度在压缩的过程中保持不变称为等温压缩,这是一种理想情况,实际上只能接近而不能达到。多级离心压缩机常做成多段,增加级间冷却器从而使压缩过程向等温过程靠近,故级间冷却器的换热效果影响着压缩机的做功效率,其中,循环水的水温起着重要作用。