瞬态载荷作用下氦透平转子的时域响应分析

采用有限元法研究瞬态冲击下转子动力特性的时域响应,研究核聚变装置在实验过程中产生的交流损耗给氦透平膨胀机带来的冲击问题。同时研究了轴承刚度、阻尼和轴承间距等因素对转子的振动位移以及自我调节能力的影响。研究结果表明:瞬态冲击造成转子轨迹紊乱,扩大轴心运动范围,转子的最大振幅与载荷呈线性关系;增大刚度可有效减小转子的最大振幅;增大轴承的刚度、阻尼和跨距有利于提高转子自我调节能力,使其快速回到稳定状态。

磁悬浮支承转子系统动力学特性的实验研究

电磁轴承作为一种新颖的高性能支承部件 ,具有传统轴承无可比拟的许多优点 .电磁轴承进入应用基础研究阶段后 ,还有许多实际问题需要解决 ,其中之一就是在高速旋转机器中应用时的转子动力学及其稳定性问题 .此文以电磁轴承支承下的高速转子系统为分析对象 ,研究其动力学特性 .研究的对象是一台 15 0 m3制氧透平膨胀机样机中的电磁轴承转子系统 ,以其三组不同的参数作了临界转速和稳定性计算 .最后 ,分析了观察到的实验现象 ,并与计算结果比较 .

原位膨胀熔融混合法制备聚乙烯/膨胀石墨插层型复合材料

以线形低密度聚乙烯(PE-LLD)、低温可膨胀石墨(LTEG)为原料,通过双转子连续混炼机,采用熔融混合法制备了PE-LLD/膨胀石墨插层型复合材料。通过扫描电镜(SEM),X射线衍射(XRD)等表征方法对复合材料的结构和性能进行了分析,结果表明,石墨在与PE-LLD熔融混合过程中,发生了同步膨胀,并且PE-LLD分子链插入到石墨片层之间形成了插层型复合材料,相比纯PE-LLD,复合材料的阻透性能提高了40%。

二氧化碳摆动转子膨胀机的设计与受力研究

设计开发了二氧化碳摆动转子膨胀机,代替节流阀减小节流损失。研究给出了膨胀机摆动转子进行受力分析情况,对关键部件摆动转子进行了应力与变形的计算。结果发现膨胀机的摆杆两侧的摩擦力很大,将会导致此处的摩擦损失增大。与滚动活塞膨胀机相比,摆动转子膨胀机的总力矩更大,更有利于膨胀机的运行。计算结果表明,摆动转子膨胀机结构上有优势,承压能力很好,适于在高压差下工作。

基于传递矩阵法的车辆传动系统扭转振动分析

详细介绍了利用传递矩阵法来计算传动系统的固有频率及其模态的数值算法,讨论了各种模型的传递矩阵的建立方法.在多轴模型中运用了扩展的传递矩阵,简化了计算.将边界状态向量应用到建模中,用以方便边界条件的施加.讨论了多回转轴系统自由振动和强迫振动的建模过程和求解方法.最后以一个简化了的车辆传动系统来说明软件中建模和求解过程的实现.

大型透平膨胀机转子动力学分析

采用有限元法分析了某大型透平膨胀机转子的临界转速、主振型和不平衡响应,并且针对透平膨胀机转子的特点,用MATLAB编制了相应的计算程序。经算例验证,该程序运算速度快,计算精度高,用于某大型透平膨胀机的转子动力学计算中获得了较理想的结果。

透平膨胀机转子系统在耦合应力下的强度分析

关于透平膨胀机转子系统优化设计问题,针对强度分析,了解应力的分布状态,可以准确地处理膨胀机中高速气流和极大温差下的多场耦合环境,为强度设计和优化提供条件。为此提出采用流体-温度-结构三场顺序耦合原理,在ANSYS Workbench平台上,用N-S方程计算膨胀轮和增压轮在高速气流作用下的表面压强和表面温度分布,用导热微分方程得到转子系统的实体温度分布;最后,综合考虑作用在转子系统上的气动力、热应力和离心力,从结构强度理论角度分析并校核各个零部件的强度。分析中由于忽略了叶轮的轮盘和轮盖外表面气压,因此采用考虑和不考虑内表面气动力两种方案,对转子系统的应力分布进行了仿真,结果表明转子系统各个零部件的强度均满足工况设计要求。

催化裂化装置烟气轮机轮盘应力与寿命分析

采用弹性有限元方法,计算分析了烟气轮机转子轮盘在正常转速和超转速下的应力与寿命,对比判断了烟气轮机转子轮盘的使用性能,为烟气轮机安全运转提供理论依据。

螺杆膨胀机转子型线特性研究

螺杆膨胀机在能量回收领域具有广阔的应用前景,转子型线是其设计、开发的基础。本文分析转子中心距、相对齿根深度和转子齿数等对型线参数的影响,并计算转子的变形。研究结果表明:转子长径比和相对泄漏三角形面积均随中心距及相对齿根深度的增大而减小,随阴转子齿数的增大而增大;面积利用系数随相对齿根深度及阴转子齿数的增大而增大;接触线长度随相对齿根深度的增大而增大,随阴转子齿数的增大而降低;转子齿根直径在阴转子齿数较大时较为接近;转子吸气侧齿顶位置变形较大;中心距、齿根深度和齿数等特征参数优化匹配是确定转子型线的重要环节。

气体轴承透平膨胀机故障分析与处理

气体轴承透平膨胀机的故障诊断和处理,对保证整个制冷系统安全运行有重要影响。分析气体轴承透平膨胀机的结构组成对故障诊断意义重大。通过静平衡和动平衡试验消除由于转子不平衡引起的卡机故障。对转子超载引起的卡机故障应规范操作,保证启动和运转时不超速。分析了轴承所受的径向载荷和频繁启停及闪停电引起的影响气体轴承稳定性的问题,指出了供气压力、径向半径间隙及转子的平衡性间的关系。通过调整机壳与工作轮叶片的间隙避免内泄漏的增大。采取调整工作轮后部的密封间隙和充足的密封气量等措施减少外泄漏的发生。分析了液击故障产生的原因,提出处理方法。对管路堵塞、轴承气不洁净引起的运行故障作了分析处理。提出通过严格动静平衡试验、正确组装、规范操作以及经常维护等方法来保证气体轴承透平膨胀机的安全稳定运行。

微型氦透平膨胀机系统性数值模拟

现今氦透平膨胀机的设计,仅有面向各部件的设计方法及步骤,没有完整精准的设计流程,未形成设计体系。为保证环控系统中微型氦透平膨胀机运行的安全性、可靠性及高效性,提出一套基于CAD/CAE/CFD的智能化设计流程,通过一维热力计算、二维气动设计、三维气动分析和强度校核、三维造型和转子动力学分析对微型氦透平膨胀机进行数字化仿真设计,并对设计过程进行系统性数值模拟。确保设计方案可达到氦制冷系统的设计要求,同时为设计微型氦透平膨胀机提供设计制造集成技术。

新型交叉轴双螺杆膨胀机转子的设计与受力性能研究

针对现有双螺杆膨胀机螺杆转子在工作过程中承受的轴向力较大的问题,提出采用交叉轴锥形螺杆转子结构,减小螺杆转子轴向力;建立了交叉轴锥形螺杆转子三维模型;使用双螺杆膨胀机的工作过程模型,确定了工作情况下螺杆转子所受的温度和压力载荷;使用ANSYS软件对螺杆转子在温度和压力作用下的变形和轴向力进行了分析。结果显示,交叉轴锥形螺杆结构对减小双螺杆膨胀机转子轴向力有较好的效果。

高速透平转子的动平衡试验研究

对于工作转速高达10多万的透平膨胀机转子,转子的动平衡精度是透平膨胀机能否安全稳定运行的关键。由于从事氦透平膨胀机研制的需要,作者对采购的动平衡机进行了改造,采用气体轴承支撑和高压气体驱动,避免了传统的支撑和驱动结构的振动对动平衡精度的影响,使平衡转速提高到2万转每分钟,最小可达剩余不平衡度为0.063μm。大大的提高了动平衡效果,为氦透平膨胀机的成功研制提供了强力的支撑。

YL-14000A烟气轮机运行中的问题及处理

介绍了YL-14000A型烟气轮机运行中出现的问题,分析了烟气轮机振动的原因及技术改造情况。改造时,主风机组全部更新,采用三机组形式。改造后,机组运行平稳,最大振动值为33μm,机组运行状态创历史最好水平,各项指标均达到了设计要求。提出了操作中应注意的问题。

TB-201膨胀机扩能国产化

膨胀机TB-201是精对苯二甲酸(PTA)生产装置中大型空气压缩机的一部分。通过放大该机处理能力,消除了尾气排放系统的“瓶颈”;同时增加了能源回收,降低了装置能耗。在保持轴向推力几乎不变的情况下,选用冲动式叶片保证了叶片有较好的通流能力。并用相应的软件对转子、叶片、叶根和轮缘以及齿式联轴器的强度重新进行计算和校核。

高速多级空气透平膨胀机转子动力学研究

对一种新型多级同轴空气透平膨胀机进行了转子动力学研究,利用ANSYS建立了转子轴承系统临界转速的理论计算模型,使用半联轴器等效了减速器高速轴的影响,并通过大量升速实验验证了计算结果。研究结果显示该空气透平额定转速位于一阶和二阶临界转速之间,其实际一阶临界转速为18 600r/min,理论计算结果和实验结果误差为2.9%;计算了不同轴承刚度下转子轴承系统的固有频率,并通过转子振型图分析了一阶和二阶临界转速下最大振幅处的位置,为转子的设计提供了理论依据。

一种适用于有机朗肯循环的球形滚珠膨胀机

针对目前应用于有机朗肯循环(ORC)的容积型小容量膨胀机结构复杂、难以应用推广的现状,提出了一种新型球形滚珠膨胀机。其组合了滚动转子式膨胀机和往复活塞式膨胀机的部分特征及优点,结构简单、零件数少、制作方便、运动平衡性好。介绍了球形滚珠膨胀机的工作原理和运行过程以及部分主要零件的设计,并在此基础上设计了一种区别于常规进气结构的优化方案,取消了进气阀,减小了流动损失和阀门振动噪声。针对某一工况设计了膨胀机尺寸,并进行了润滑设计和泄漏分析以及容积效率估算。

液化空气储能系统甩负荷时膨胀机转子转速飞升特性研究

为了研究液化空气储能系统甩负荷时膨胀机转子的转速飞升问题,建立500 k W液化空气储能系统膨胀机组的动态模型,并对不同的调节阀关闭时间和转子时间常数时膨胀机组的甩负荷过程进行仿真计算和分析。结果表明:当阀门关闭时间为5 s、转子时间常数为15 s时,甩负荷过程中第1、2级膨胀机转速的超速比为142.2%,甩负荷过程用时为7071 s,第3、4级转速的超速比为141.2%,用时为4550 s;当阀门关闭时间缩短到0.5 s、转子时间常数减小到6 s时,甩负荷过程中第1、2级膨胀机转速的超速比降低至120.9%,甩负荷过程用时缩短至2552 s,第3、4级转速的超速比为120.3%,用时缩短至2200 s。因此,在液化空气储能系统甩负荷时,可以通过缩短调节阀的关闭时间来实现膨胀机转子最高转速在安全范围之内;同时,为了缩短甩负荷过程的持续时间,应适当减小转子的时间常数。

基于ANSYS Workbench的双螺杆膨胀机转子静力学分析

为合理设计螺杆膨胀机转子间配合间隙,以阴阳转子为研究对象,通过SolidWorks对阴阳转子进行建模,并导入ANSYS Workbench对其进行静力学分析,得出转子在高速转动下应力与应变的分布规律,为螺杆类机械转子间配合间隙的设计提供了参考。

一起增压透平膨胀机转子烧坏的原因分析及改进措施

通过对新钢气体厂1套25 000 m^3/h空分设备增压透平膨胀机转子烧坏的原因进行分析,提出了对膨胀机供油润滑系统的改进措施,有利于防止同类事故再次发生。