适用于天然气压缩机的曲率连续阀形态与流道设计

为提高天然气压缩机性能,提出了一种截面母线为圆锥曲线的曲率连续阀。构建了曲率连续阀的流通面积数学模型;通过CFD(计算流体动力学)对不同几何参数、不同工况的曲率连续阀内部流场与流通性能进行了数值模拟分析,得到了曲率连续阀的压力损耗、气动力与迹线流出角度分析结果,并优化设计了曲率连续阀的形态与流道;对曲率连续阀和平台型锥阀进行了数值模拟实验,得到了不同类阀气动力、流通面积与压力损耗的对比结果。研究表明,曲率连续阀的几何参数直接决定其流通面积、气动力、压力损耗等性能指标;在相同工况下,曲率连续阀工作性能相较于传统平台型锥阀有一定提高,研究结果为气阀形态创新研究提供了理论基础。

液压式天然气压缩机气阀设计及优化

平台型锥阀是液压式天然气压缩机的常用气阀,其结构参数选择直接影响气阀的流通能力,进而影响压缩机的进气量和排气量。针对平台型锥阀,建立了流通面积的理论模型,得到了结构参数与流通面积的函数关系。利用CFD流场仿真分析方法,研究了气阀内部气体流速和流线的分布规律,确定流通面积模型,并通过质量流量对模型进行验证。基于AGA8状态方程,分析了不同气体组分条件下的气阀流通能力。根据建立的理论模型,以气阀升程为优化目标,对气阀结构参数进行优化,分析结果表明随着参数β增大,气阀的极限升程减小,开启速度提升,另外,锥角和锥台直径随β增大而增大。利用优化方法得到气阀升程的最优锥角和锥台直径,为锥阀的设计与优化提供理论指导。