基于結構適應的離心壓縮機自愈調控方法研究.pdf

1、離心壓縮機作為核心設備廣泛應用于石油天然氣、大型煤化工以及深海油氣開采等領域。離心壓縮機性能的高低直接影響整套裝置經(jīng)濟效益，安全運行以及可靠性?，F(xiàn)階段隨著經(jīng)濟快速發(fā)展，資源消耗、環(huán)境惡化等問題日趨嚴重。所以如何保持壓縮機安全穩(wěn)定高效運行，提高其設計、運行效率及自愈能力，拓寬工況范圍越來越受到廣泛的關注。
　　 本文針對以上難點和熱點應用數(shù)值分析方法開發(fā)高效精確的分析預測模型，首先對離心壓縮機進行非定常數(shù)值模擬深入研究了入口導葉與

2、葉輪的非定常相干現(xiàn)象。分析了這種現(xiàn)象對葉輪結構強度的影響，得出這種現(xiàn)象產(chǎn)生氣流激振力為造成葉輪葉片斷裂故障的主要原因。
　　 其次，探討了葉輪蓋側曲率及軸向長度對壓縮機整級性能影響。對四種不同蓋側曲率葉輪進行氣動性能、力學性能以及振動模態(tài)綜合分析。分析結果表明，減少葉輪輪蓋側曲率會使空氣動力學性能明顯提高同時也會使葉輪機械性能有所改善，振動固有頻率有所提高，但在得益的同時必須要考慮這種葉輪引起相關轉子動力學問題。
　　

3、最后，采用CFD技術研究離心壓縮機整級性能優(yōu)化設計方法。應用全三維流場分析的方法分析葉輪、擴壓器以及回流器葉片參數(shù)變化對壓縮機性能的影響。在此基礎上，對主要幾何參數(shù)進行了優(yōu)化設計并建立氣動參數(shù)與結構參數(shù)之間的對應關系。研究結果表明，通過在壓縮機運行過程中調節(jié)擴壓器葉片的角度，可以使壓縮機的最大效率和工況范圍均得到改善。對于本模型的壓縮機，效率可提高2％以上。優(yōu)化設計后壓縮機整級氣動性能得到明顯改善。本文的研究成果可為提高壓縮機的設計效率