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文檔簡介
1、調(diào)控型氣體潤滑密封(簡稱調(diào)控型密封,Regulatable gas lubricated seal,縮寫為R-GLS)智能調(diào)控的實(shí)現(xiàn)是大型離心壓縮機(jī)向?qū)捁r、高參數(shù)、高效率、智能化發(fā)展的重要一環(huán)。相比普通氣體密封(例如動(dòng)壓式密封、迷宮密封等),調(diào)控型密封不僅具有長壽命、低泄漏的優(yōu)勢,并且擁有抗擾動(dòng)、可調(diào)控、智能化的特質(zhì);在更好的保障主機(jī)安全、可靠、健康運(yùn)行同時(shí),能夠?qū)崿F(xiàn)主機(jī)系統(tǒng)智能化控制,符合“中國制造2025”工業(yè)綠色環(huán)保、高效智能化
2、的要求。本文采用數(shù)值仿真計(jì)算與試驗(yàn)驗(yàn)證相結(jié)合的方法,對(duì)調(diào)控型密封流場擾動(dòng)性能、智能調(diào)控計(jì)算程序、調(diào)壓供氣系統(tǒng)調(diào)控性能和試驗(yàn)驗(yàn)證等方面進(jìn)行了全面系統(tǒng)的研究和討論,期望推進(jìn)調(diào)控型密封及其智能調(diào)控技術(shù)的工程應(yīng)用。
利用FLUENT軟件中SST k-ω流場模型,針對(duì)調(diào)控型密封節(jié)流孔及端面流場進(jìn)行了數(shù)值模擬。研究了調(diào)控型密封節(jié)流孔進(jìn)口效應(yīng)的影響因素,獲得了不同端面結(jié)構(gòu)和操作參數(shù)對(duì)進(jìn)口效應(yīng)的影響規(guī)律,并分析了調(diào)控型密封氣膜區(qū)域進(jìn)口效應(yīng)的形
3、成原因及避免措施。基于壓縮機(jī)失穩(wěn)工況,分析了調(diào)控型密封在環(huán)境擾動(dòng)條件下的性能參數(shù)變化規(guī)律,為調(diào)控型密封的設(shè)計(jì)與在線調(diào)控提供了參考和依據(jù)。
針對(duì)純流體機(jī)理數(shù)值計(jì)算方法在調(diào)控應(yīng)用方面存在的時(shí)效性問題,提出了基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的調(diào)控型密封參數(shù)快速智能計(jì)算方法,并采用粒子群算法(PSO)對(duì)智能計(jì)算程序進(jìn)行優(yōu)化,提高了該方法的計(jì)算精度。根據(jù)實(shí)際工況,獲取并利用350個(gè)初始學(xué)習(xí)樣本,對(duì)智能計(jì)算程序進(jìn)行了訓(xùn)練,驗(yàn)證了PSO-BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在調(diào)控
4、型密封參數(shù)計(jì)算上的可行性與精確度。智能計(jì)算方法為調(diào)壓供氣系統(tǒng)的提供了調(diào)控指導(dǎo)信息,并為調(diào)控型密封的精準(zhǔn)快速調(diào)控奠定了基礎(chǔ)。
提出了一種基于緩沖氣罐和電磁控制閥的調(diào)壓供氣系統(tǒng),用于輸出調(diào)控型密封所需的實(shí)時(shí)變化壓力的調(diào)控氣。利用LabVIEW工程軟件編寫了調(diào)壓供氣系統(tǒng)仿真程序,獲得了調(diào)壓供氣系統(tǒng)調(diào)控性能參數(shù),研究了各結(jié)構(gòu)及工況條件對(duì)系統(tǒng)調(diào)控性能(響應(yīng)時(shí)間和穩(wěn)壓擾動(dòng)幅度)的影響。采用中心復(fù)合序貫設(shè)計(jì)展開調(diào)壓供氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)優(yōu)化分析,
5、得到了以系統(tǒng)調(diào)控性能為目標(biāo)函數(shù)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)優(yōu)選范圍。研究結(jié)果為調(diào)壓供氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供了參考意見。
研制出試驗(yàn)研究的調(diào)控型密封以及智能調(diào)控系統(tǒng),進(jìn)行了調(diào)控型密封主動(dòng)調(diào)控,調(diào)壓供氣系統(tǒng)閉環(huán)控制及調(diào)控型密封的智能調(diào)控試驗(yàn)。通過對(duì)比理論計(jì)算與試驗(yàn)結(jié)果,驗(yàn)證了調(diào)壓供氣系統(tǒng)仿真軟件的正確性,并且證實(shí)了基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的智能調(diào)控技術(shù)路線是正確可行的。
本文對(duì)調(diào)控型密封流場擾動(dòng)性能的探討,為調(diào)控型密封的精穩(wěn)調(diào)控提供了參考。提出并驗(yàn)證了
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