液环真空泵叶轮与壳体型线的协同优化

为研究液环泵叶轮与壳体型线对其性能的耦合影响关系,采用高阶Bezier曲线和直接自由曲面变形(DFFD)方法对叶轮及壳体型线进行参数化控制,根据拉丁超立方(LHS)抽样方法,建立液环泵叶轮和壳体型线参数与真空度和效率间的径向基函数(RBF)代理模型,基于NSGA-Ⅱ算法实现液环泵叶轮和壳体型线耦合多目标优化。结果表明:叶轮与壳体耦合多目标优化得到的模型K(真空度最优模型)的真空度提高了11.2%,模型J(效率最优模型)的效率提高了4.1%;叶片包角的增大和扩张的吸气段壳体型线有助于提高泵的进口真空度,出口安放角的增大、收缩的吸气段型线以及扩张的排气段型线可降低泵内水力损失,提升效率;叶轮与壳体型线的耦合优化效果明显优于独立优化;在相同代理模型条件下,叶轮与壳体的分步优化与耦合优化结果基本一致。

基于ANSYS水环真空泵转子静力学和模态分析

水环真空泵具有构造简单、等温压缩、方便使用维修等特点,特别适合抽吸和压缩易燃易爆气体。转子部件在水环真空泵的稳定运行中发挥关键作用,其设计强度直接影响着产品的质量和寿命。通过ANSYS有限元分析软件对转子部件进行了静力学分析和模态分析。结果表明:水环真空泵泵轴和叶轮最大变形量均未超过材料允许的变形量。通过模态分析可知水环真空泵工作转速远低于转子系统的一阶临界转速,系统不会发生共振。研究验证了水环真空泵的工作可靠性,为转子部件以及产品整体结构优化设计提供了理论依据。

浸出器负压强制沥干装置分析

浸出器是浸出制油的重要设备,提高浸出器的性能不但能降低粕中残油,而且能够减轻后续高温脱溶或低温脱溶的负荷,进而节省蒸汽消耗。浸出器负压强制沥干装置是用不同的方式使沥干封闭油斗为负压,强制沥干湿粕物料中的低浓度混合油,达到湿粕含溶量进一步降低的目的。为了降低湿粕含溶量,提高企业经济效益,分别介绍了用液环真空泵、蒸汽真空泵、负压风机抽取浸出器沥干段负压装置的工艺,特点和适用范围,同时也阐述了不同类型的常用浸出器强制沥干封闭油斗的方式,最后对沥干效果和经济效益进行综合分析。通过浸出器负压强制沥干装置可以有效降低湿粕含溶量,在高温蒸脱时节省蒸汽消耗量进而为企业带来一定的经济效益。

径向间隙对液环真空泵内流场及其性能影响机理研究

现有大型液环真空泵能耗高、运行效率低下、研发周期长且产品失败率较高。为解决以上问题,文章基于FLUENT仿真软件,针对一种通过旋转泵体来实现径向间隙改变的液环真空泵,建立数学模型;进行外特性测试,验证仿真结果的准确性;探究径向间隙对液环泵内流场气液两相、压力、速度和进出口回流特性的影响机理;通过数值计算,得出径向间隙和叶片包角对吸气量、轴功率及效率的影响规律。结果表明,通过调整径向间隙和叶片包角,可以有效地改善泵内的流动情况,提升吸气效率和整体性能,为新型液环泵研发提供了理论支撑。

真空脱水技术在柴油加氢装置工业应用总结

某石化公司2.6 Mt/a柴油加氢装置产品分馏系统采用单塔汽提+电脱水生产工艺。该工艺虽新增了聚结器脱水,但生产的精制柴油水质量分数仍在90~150μg/g。水含量偏高会经常使产品外观出现浑浊现象,使产品无法满足要求。在现有脱水工艺基础上,通过新增真空脱水系统来改进装置脱水能力。投用真空脱水系统后,优化操作参数,当一级闪蒸脱水塔T105操作压力为30 kPa、塔顶流量为28 t/h,二级闪蒸脱水塔T106操作压力为-25 kPa、塔顶流量为27.7 t/h时,精制柴油脱水率高达100%,水质量分数可降至40~80μg/g,彻底改善产品外观;同时停用电脱水和聚结器脱水系统,可节约装置能耗1.92 MJ/t。

基于流固耦合的液环泵转子动力学特性分析

为了分析液环泵内非稳态气液两相流引起的转子结构响应特性,基于数值模拟与试验测试相结合的方法,对液环泵转子部件进行流固耦合应力应变分析,分析了叶轮不同叶片的应力及变形量分布特征、旋转角引起的非稳态特性、转子部件的模态特性。结果表明:当叶片尖部与壳体内壁距离最小时,其最大等效应力为最大值,随着旋转角的增大,叶片的最大等效应力先减小后增大,叶片的最大变形量随着转角与最大等效应力的变化趋势完全一致,当α=0°,Qm=0.05 kg/s时,叶片最大变形量与最大等效应力分别为1.381 mm、180.96 MPa;叶轮沿圆周方向18枚叶片上的最大应力分布各不相同,且随着叶轮旋转角的逐渐增大,叶片的最大变形量整体上先减小后增大;叶片上的变形量分布沿径向由轮毂到叶尖近似呈线性逐渐增大,应力沿径向方向先急剧增加后缓慢减少,且在0.1r2位置处达到最大值。研究结果可为液环泵的优化设计提供参考。

硝基氯苯装置精馏和结晶系统腐蚀原因及其对策

硝基氯苯装置经常因腐蚀问题导致非计划停工,尤其是精馏和结晶系统,腐蚀问题最为突出,严重影响装置的长周期安全稳定运行。在现场工艺物料分析的基础上,通过水解试验和热解试验模拟工艺过程,明确了精馏和结晶系统的腐蚀介质来源;通过实验室腐蚀模拟试验和现场腐蚀挂片试验,研究结晶器工艺侧、循环水侧和液环真空泵的腐蚀规律。同时,提出了相应的防腐蚀措施,解决了硝基氯苯装置长期存在的腐蚀问题。

浅析苯乙烯抽提装置真空泵的工程设计

真空泵是苯乙烯抽提装置工艺流程中的重要转动设备,用来保证系统的真空度。文章分析了真空泵选型中应当考虑的因素,指出不仅要考虑真空度、气量等操作参数,还应当注意介质的特性。分析认为,液环式真空泵更适合用于苯乙烯抽提装置。此外,文章还对液环真空泵的级数选择、防汽蚀设置、密封配置、节能设计进行了详细阐述,以期能够为工程设计提供参考。

水环真空泵内部气液两相流动的数值分析

文章采用CFD软件,利用VOF气液两相流动模型,滑移网格技术和二阶精度迎风格式数值研究了水环真空泵的泵壳内的三维两相流动特性。文中给出了计算结果的三维两相分界面,速度矢量和静压等值线分布的分析,结果与经典理论分析结论一致,验证了本文数值计算方法的可靠性。本文工作为理解和掌握水环真空泵内部真实流动特性和提高水环真空泵的效率提供理论依据和数据参考。

水环真空泵临界转速的计算和有限元分析

针对于水环真空泵转轴系统的临界转速问题,在综合传统算法的基础上,提出了一种新的有效的计算方法。该计算途径首先将阶梯轴通过当量直径来等效转换为等径轴,计算出其临界转速。同时将叶轮等效为均布载荷,利用叠加原理计算挠度,可计算出只有叶轮载荷下(不计轴重)的临界转速。最后运用邓克尔莱方程可计算出转轴系统的临界转速。同时运用ANSYS Workbench软件对转动机构进行模态分析,分析结果显示计算结果正确。该计算方法能很好地求解工程中阶梯轴转子系统的临界转速,特别是对于叶轮转子轴向长度较长而不宜采用集中载荷的实际情况。

液环真空泵转子力学性能的数值分析

液环真空泵是广泛应用于石油、化工、冶金、矿山、电力、轻工等行业的基础设备。其转子(叶轮和泵轴)是泵传递扭矩的关键零件之一,它的失效将直接导致整个机组停止工作。因此,对转子强度的计算和校核是进行液环泵设计的重要一环。传统的计算和校核方法计算繁琐,可靠性差;本文采用ANSYS软件给出一种新的计算转子强度的方法,它可以准确地获得应力和变形的大小及位置,从而进行精确的力学性能校核。计算结果表明:本文所采用的分析方法可以较好的计算和分析液环泵转子的力学性能,为实现产品的优化设计提供了可靠的理论依据。

基于正交试验及CFD的液环真空泵叶轮优化设计

为了提高液环真空泵的水力性能,改善其内部流动状态,运用正交试验结合数值模拟的方法对液环真空泵叶轮进行优化设计。选取轮毂比,偏心距,叶片数,叶片出口安放角为试验因素,每个因素取3个水平,对其进行正交试验方案设计。应用FLUENT 15.0对液环真空泵进行数值模拟计算,根据模拟结果与原型机的试验结果的对比,发现两者结果较为吻合,从而证明了该数值模拟方法的正确性及可行性。基于L_9(3~4)正交表,设计了9组方案,对这9组方案的数值模拟结果进行分析得到最优方案。通过对比优化前后液环真空泵模型的数值模拟结果可知,优化后的液环真空泵的性能有所提高,在额定工况下,进口真空度提高了2.38 kPa,轴功率下降了0.06 kW,内部流动状态也有所改善,达到了优化设计的目的。

液环泵工作状态监测系统的研究

液环泵广泛应用于电力、石油、化工、冶金、消防等领域,其运行状态直接影响到整个机组的工作和安全性能,一旦发生故障,将造成重大经济损失甚至严重事故。根据液环泵安全可靠运行的需求,本文研究开发了一套液环泵工作在线监测及分析系统,能够实现对液环泵的温度、压力、流量、轴功率、转速、振动等性能参数的采集、处理、显示、存储、异常判断和故障报警,及时发现潜在的故障及其原因。通过液环泵的实验测试,验证了该监测系统的有效性及实用性。

基于CFD的液环真空泵两相流动性能分析

运用CFX流动软件中的多相流欧拉分析方法,模拟计算一单级单作用液环真空泵在4种转速下的三维稳态气液两相流分布问题,计算区域包括液环泵进出气段、叶轮、进水管及泵体。计算结果表明,该分析方法和手段可以较好地模拟分析、计算液环真空泵气液两相流动问题。

液环泵在常减压蒸馏装置真空系统的应用分析

对国内外常减压蒸馏装置真空系统进行调研,提出了茂名石化四蒸馏真空系统采用液环泵代替第二级蒸汽喷射器的改造方案并预测其效益,认为液环泵在常减压真空系统的应用具有充分的可行性和良好的效益,值得推广。

液环泵复合叶轮内流场及外特性分析

为分析复合叶轮液环泵的内流场及外特性,以2BEA203型液环泵为基础,综合考虑液环泵叶轮及复合叶轮设计原理,设计了液环泵复合叶轮,并采用数值模拟与试验测试相结合的方法对原型叶轮液环泵和复合叶轮液环泵内瞬态流场进行对比分析。结果表明:相对于原型叶轮液环泵,复合叶轮液环泵内气液分界面更加光滑,排气区及压缩区壳体处压力分布均有所降低,叶轮流道内二次流旋涡强度减弱。2BEA203型液环泵复合叶轮在0.02、0.035和0.05kg/s流量工况下的效率分别提升了2.7、3.8和4.3个百分点,各工况下的真空度也略有提高。由于流动的非对称特性,复合叶轮和原型叶轮液环泵壳体内压力脉动沿周向均呈现出明显的分区特性。液环泵壳体从吸气区开始沿圆周方向的压力脉动幅值先变小,在压缩区达到最小而后再变大;复合叶轮液环泵壳体绝大部分监测点处压力脉动幅值小于原型叶轮;液环泵壳体各分区的压力脉动呈现不同的主频特征。

液环真空泵机组中大气喷射器性能的数值模拟

利用ANSYS CFX软件对液环真空泵成套机组中大气喷射器内的流场进行三维模拟,通过实验验证模拟的可行性和准确性。在对压力场和马赫数进行分析的基础上,探讨了变工况下喷射器性能的变化情况,着重讨论了出口压力对其性能的影响,得到在进口压力和引射压力不变的情况下,存在一临界出口压力,该临界压力对应喷射器的最佳工作点,为设计喷射器时选取出口设计压力提供了依据。

基于PRO/MECHANICA的叶轮结构优化设计

从理论上分析叶轮结构参数对泵抽气量的影响。在Pro/Mechanica模块下对所建叶轮模型进行静力学分析、设计参数灵敏度分析。通过灵敏度分析找出叶轮结构参数中对叶轮强度、泵抽气量影响较大的设计参数,然后进行结构优化。优化的约束条件是保证泵抽气量满足设计要求、叶轮的应力、位移都在许用范围内,通过优化叶轮的结构参数以达到叶轮重量最小的目的,优化后叶轮的总重量从82.6减少到81.3 t,减重率1.5%。提高材料利用率,节约成本。

基于Flowmaster液环真空泵系统运行性能的研究

目前液环真空泵系统的研究主要侧重于实际应用方面,有关系统性能的基础研究非常有限。本文采用流动系统模拟软件Flowmaster对液环真空泵系统进行建模计算,探讨了系统运行工况与液环泵性能和装置性能的相互关系,得到了液环泵参数(转速、叶轮尺寸)和装置参数(管路长度、管路内径、阀门开度、被抽容器压力)对液环真空泵系统运行工况及性能的影响规律,为工程设计及应用提供理论依据。

液环泵作真空泵与压缩机工况下的内流场及外特性分析

采用数值模拟和实验相结合的方法,对2BE型液环泵在真空泵与压缩机工况下的内流场及外特性进行对比分析.结果表明:相同的进出口压比时,压缩机体积流量小于真空泵体积流量,体积流量比和效率比均随着压比的增大而逐渐下降;真空泵和压缩机工况下内部的相态场、速度场和压力场分布规律基本一致;压缩机工况下的排气区和过渡区叶轮内旋涡二次流明显要强于真空泵工况下的,相同压比变化时压缩机工况下排气区内壁压力显著增大;液环泵壳体内壁压力的频域特性沿圆周方向存在明显的分区特征;真空泵工况下的各阶主频特性与压缩机工况下的完全一致;在各压比下,压缩机工况的泵壳体内壁压力脉动幅值整体大于真空泵工况的,随着压比的增大,压缩机工况下的排气区和过渡区壳体内壁压力脉动幅值明显增大.