离心压缩机转子轴向力的计算及减小措施

离心压缩机叶轮的进出口存在压力差,使叶轮转子产生轴向力,轴向力太小会导致转子失稳,过大则会缩短轴承使用寿命。介绍RBZ45-2+2+3离心压缩机的性能参数、结构参数以及转子轴向力的推导过程,求得转子轴承所能承受的最大轴向力为2.1×10^(5) N,最后提出改造平衡管、改大平衡盘两种减小轴向力的措施。通过计算表明,改造后平衡管轴向力为1.5×10^(5) N、平衡盘轴向力为1.13×10^(5) N,均明显低于改造前,说明这两种措施均达到减小轴向力的目的。

车用涡轮增压器转子轴向力数值计算与分析

讨论了车用涡轮增压器转子轴向力传统理论计算方法和数值模拟计算方法,并针对小型车用汽油机涡轮增压器JP50Q建立了压气机和涡轮系统模型以及叶轮轮背间隙模型。进行了压气机端、涡轮端和叶轮轮背间隙的轴向力数值模拟计算,得到了增压器转子轴向力计算结果。通过分析不同设计工况下的计算结果,得到增压器转子轴向力随转速变化的一般规律。利用数值模拟计算结果,进行了JP50Q涡轮增压器止推轴承设计校核,为增压器止推轴承的设计和可靠性验证提供了理论计算依据。

增压透平膨胀机变工况转子轴向力的估算

介绍了增压透平膨胀机变工况转子轴向力估算的有关近似公式，通过几个典型变工况转子轴向力的计算结果，分析了增压透平膨胀机的转子轴向力随工况变化的变化趋势。

平衡活塞供油压力对转子轴向力影响的实验研究

在双螺杆制冷压缩机中,通常设置有平衡活塞,并对平衡活塞施加一定的油压,以抵消一部分转子轴向力,提高压缩机的轴承寿命。为了得出平衡活塞轴向力对转子轴向力的影响,搭建了转子轴向力测试系统,对开、关平衡活塞供油压力下的转子轴向力以及平衡活塞轴向力的波动特性进行了实验研究。研究结果表明:平衡活塞轴向力对转子轴向力的影响很大;开、关平衡活塞供油压力下转子轴向力的大小、波动幅度以及波动频率差别很大。

涡扇发动机转子轴向力预估计算与分析

提出发动机地面设计状态的轴向力预估方法,并基于设计点轴向力预估高空状态的轴向力,通过几型发动机验证,得到预估结果基本合理。

相继增压系统切换过程对增压器辅推轴承轴向力影响与轴承优化研究

采用数值仿真方法研究基本增压器在系统切换过程中的轴向力变化规律,并提出了辅助推力轴承的改进设计方法。首先数值仿真研究了基本增压器的转子系统在切换时的压气机/涡轮关键典型截面气动参数分布情况,分析了在柴油机增压模式切换过程中基本增压器转子轴向力大小和方向变化规律,然后提出了增加轴承承力面及改变承力面材料的优化方案。结果表明:基本增压器辅助推力轴承在切换的5 s时间内轴向力发生翻转,最大约承受2273 N的反向轴向力,是造成切换过程辅助推力轴承磨损的关键原因;优化方案最大承载能力为优化前的4.8倍,显著提升了辅助推力轴承承载力。经增压器平台可靠性验证,改进后的增压器辅助推力轴承在相同时间内未出现碰磨现象。

涡轮增压器转子涡轮级气动轴向力数值计算

应用计算流体动力学软件CFX,以某柴油发动机的涡轮增压器涡轮级为研究对象,对其进行了轴向力传统理论计算与数值模拟计算。计算出不同发动机折合转速下涡轮端轴向力的大小,并与传统计算方法进行对比,通过对窄缝间隙的流场分析,找出两者之间差异的原因。研究结果表明,随着增压器转子转速增加,涡轮端轴向力合力越来越大,且两种计算方法结果差异随之减小,由最大值146.314N减至125.4N,减小了14.3%;研究密封环间隙、叶顶间隙对轴向力的影响,发现叶顶间隙对轴向力影响比密封环间隙小0.155～2.955N,并且发现在整个计算的过程中,传统计算给予的假设近乎理想状态,并非实际情况。

部分负荷工况下双螺杆制冷压缩机转子轴向受力试验研究

为了提高双螺杆压缩机运行的可靠性,对部分负荷工况下转子轴向受力进行了试验研究,测量了部分负荷下压缩机转子齿槽内气体压力的变化趋势以及转子轴向受力的变化特性,并根据转子轴向受力组成,分别得到了气体轴向力和端面轴向力对转子轴向受力的影响。研究结果表明:随着负荷降低,由于转子工作过程压缩段长度的减小,转子轴向受力呈现出不断减小的趋势;在转子受力组成中,端面轴向力约为气体轴向力的1.5倍,因此,在压缩机设计阶段要充分考虑端面轴向力的影响。

双螺杆制冷压缩机转子轴向受力实验研究

为了提高双螺杆压缩机运行的可靠性,本文针对双螺杆制冷压缩机转子轴向力进行了实验研究。研究了不同运行工况(35℃/0℃、30℃/-15℃、40℃/-40℃)以及内容积比(2.6、3.2、4.0)下转子轴向力的大小以及变化趋势,使用均压模型以及扇形模型对转子端面轴向力进行了计算,并将计算的端面轴向力与实验数据进行对比。研究结果表明:相比于均压模型,扇形模型的端面轴向力计算结果更为准确,而均压模型适合于内容积比较大的工况范围;内容积比对轴向合力的影响主要集中在对转子端面轴向力,且端面轴向力要大于气体轴向力约50%。

燃气轮机轴向力测试技术研究

介绍了燃气轮机高、低压压气机转子轴向力测量传感器的设计、标定及轴向力测试方法。

矿用多级抢险排水泵气液两相流动特性分析

为研究气液两相流对矿用多级抢险排水泵性能的影响,以一台四级矿用潜水离心泵为研究对象,采用ANSYS CFX数值模拟方法,基于Eulerian-Eulerian多相流模型,对不同气体体积分数和不同气泡直径下四级离心泵进行气液两相流定常数值模拟.模拟得到气液两相流下的矿用多级抢险排水泵性能曲线及转子轴向力,并对扬程、效率、转子轴向力进行分析对比,同时分析泵内部气体分布规律.结果表明:在气液两相流条件下,气泡直径、气体体积分数都对泵的外特性及转子轴向力有显著的影响,在大流量、气体体积分数比较高的情况下,矿用多级抢险排水泵的扬程和效率会急剧下降,并出现转子残余轴向力与正常运行条件下转子残余轴向力方向相反的情况;内部流动中,气液两相流条件下叶轮出口出现局部回流,回流从吸力面流向压力面.

洗涤器给料泵平衡盘的力学计算及运动分析

通过对转子轴向力和平衡力的计算以及转子的运动状态分析，阐述了气化装置碳洗塔给料泵转子部件损坏的原因，原设计的止推轴承是否合理和必要，对转子的损坏处理及泵正常运行提出了相应的对策。