往复压缩机变负荷工况阀片运动规律及气缸内状态仿真研究

为了更好地了解往复式压缩机在不同工况下阀片的运动规律以及气缸内压力、温度的变化情况,对压缩机气缸及阀片运动规律进行了模拟仿真研究。采用有限元分析手段建立了往复压缩机的三维流场模型,在变负荷工况下,运用Fluent软件模拟分析了压缩机气阀与气缸工作状态;在正常工况下,模拟了压缩机气阀的运动情况和气缸内的压力变化情况,并利用往复压缩机实验台进行了实验验证;在气量调节工况和不同的阀片顶开位移的工况下,针对压缩机进行了模拟,得到了不同工况下阀片运动规律、气缸内示功图及气缸内温度变化规律。研究结果表明:针对机组复杂运行状态可用计算机仿真研究进行深入模拟,获得贴近实际运行状态的数据,对分析压缩机运行状态,改进优化气量调节系统具有重要作用。     

往复压缩机变工况下吸气阀运动及冲击特性研究

基于局部行程压开进气阀的往复压缩机无级气量调节系统采用液压系统驱动机械执行机构控制吸气阀的开启时间实现气量调节。本文通过建立气量调节工况下往复压缩机工作循环的数学模型与吸气阀阀片运动的数学模型,模拟了不同负荷下气缸内动态压力,分析执行机构外力瞬间撤销下吸气阀阀片自由关闭时的运动规律;利用AMESim软件对复位弹簧在不同的弹簧刚度下执行机构运动规律进行研究;通过实验与仿真结果对比分析,确定了气量调节工况下吸气阀运动规律和气量调节工况下缸体振动冲击的来源;为往复压缩机无级气量调节系统的研发和气量调节工况下往复压缩机吸气阀故障诊断提供理论依据。     

无级气量调节工况耦合气阀故障对压缩机工作影响分析及试验验证北大核心CSCD

针对往复压缩机在安装顶开吸气阀无级气量调节系统后易出现卸荷压叉动作延迟、吸气阀破损泄漏等问题,对压缩机传统工作模型进行改进,增加卸荷压叉运动速度、吸气阀泄漏面积等参数,构建了无级气量调节工况耦合压叉故障、吸气阀泄漏故障的压缩机工作模型,实现故障仿真模拟。采用试验数据验证了模型的正确性,仿真数据综合偏差低于10%;进一步通过数值仿真获得无级气量调节工况下不同故障对应的动态压力数据,优选示功图面积、最终排气体积、单位排气体积消耗功作为故障特征指标进行计算分析,得到了不同故障对无级气量调节效果的影响规律,为变负荷工况下往复压缩机故障诊断奠定了基础。     

往复式压缩机气阀受力的CFD分析

针对采用顶开进气阀式进行全量程无级气量调节的往复式压缩机工作过程进行CFD模拟,得出往复式压缩机工作过程中气缸和气阀部分的气体压力场分布,计算出了阀片所受的最大气体顶推力,为气量调节系统的设计提供了依据。     

阀片顶开位移对往复压缩机气量调节效果影响研究

由往复压缩机部分顶开进气阀的气量调节原理可知,排气量的调节是由进气阀延迟关闭时间决定的,回流过程中的气阀通流面积将影响往复压缩机气量调节的实际效果。基于满负荷往复式压缩机工作原理建立了气量调节工况下的单级往复压缩机工作循环模型,模拟了气阀不同顶开间隙对应通流面积不同时的往复压缩机回流过程,获得了压缩机气缸动态压力变化规律;根据执行机构液压原理,利用AMESim液压仿真平台建立了执行机构模型,模拟执行机构工作状态,获得了不同顶开位移下的执行机构撤回运动规律。本文研究成果为气量调节工况下的气阀通流面积优化选择奠定了基础。     

往复压缩机气量无级调节工况下吸气阀故障模拟与诊断

气阀是往复空压机上的易损部件,由于机组排气量调节要求需增加无级气量调节系统,进而改变了气阀的工作状态,使得气阀故障机理变得复杂化。通过建立往复压缩机工作循环的数学模型,利用软件模拟获得压缩机气量调节工况下动态压力曲线;改进数学模型、增加故障影响参数后,模拟了吸气阀的泄漏故障和弹簧刚度失效故障,得到了故障下的气缸压力数据;基于PCA方法进行了气阀故障状态的自动分类。     

往复压缩机气量调节系统气阀瞬态特性的研究

基于主动控制进气阀的气量调节系统具有调节范围大、节能效果好等优点,适用于工艺流程中大型压缩机。本文依据热、动力学理论建立了耦合阀片运动的往复压缩机热力学模型,模拟了气缸内气体瞬态压力变化规律及进气阀片运动特性。研究结果表明:调节工况下自动阀和强制阀方式同时存在,执行机构延迟关闭进气阀,使压力升高过程延迟,实现压缩机流量及功率的降低。执行机构在气阀完全打开后作用,不影响气阀打开过程,仅利用撤销时间控制压缩机气量。调节工况下阀片打开速度不变,但关闭速度增大,且阀片与阀座间的最大撞击速度随执行机构撤销角度的增大而增大。由于气阀打开及关闭存在时间延迟,执行机构撤销时间在主轴转角为160°~295°范围内变化时,已实现气量0~100%范围调节。     

往复压缩机流量调节装置不同运动规律下三维流场仿真研究

针对流量调节装置改变吸气阀阀片运动规律,进而造成往复压缩机内部流场复杂多变的问题,采用基于CFD的流体分析软件FLUENT对往复压缩机三维模型在不同流量调节装置背压、复位弹簧刚度工况下进行内部流场仿真模拟,从而得到运动部件运动规律、压缩机内部动态压力及压缩机示功图等.研究结果表明,不同流量调节装置影响往复压缩机吸气阀撤...     

变负荷工况下空压机气量调节系统参数影响研究

由于高压气体需求量的波动,往复式空压机排气量需要跟随需求的变化而改变。目前可应用的调节方式包括打回流调节、变转速调节、顶开进气阀调节等,其中顶开进气阀方式的调节效果最佳,但是带来的控制、结构改造难度也相对较大。针对往复式空压机气量调节的需求,建立了气量调节下的空压机工作循环改进模型,对网状阀的动作以及气缸内的压力变化进行分析,并针对不同的气量调节系统控制参数进行数值仿真,得到了不同的调节效果,分析了上述参数的影响,为系统优化设计奠定了方向。     

往复式高压压缩机气缸压力测试与分析

对于多级往复式高压压缩机,由于气缸内压缩气体高温高压,压力传感器安装困难,气缸压力的变化情况一直没有准确掌握。采取气阀阀杆钻孔的方法,在不破坏气缸体结构的情况下,成功测取了4缸不同工况下气缸压力的变化情况。结合压缩机不同工况下的测试结果,对该型压缩机吸气压力、各缸压力变化、气阀颤振等情况进行了分析,这对掌握该型压缩机的气缸压力特点,提高压缩机工作效率有一定工程应用价值。     

往复压缩机动态压力仿真及瞬态流场分析

针对实际往复式压缩机故障监测诊断中监测动态压力中存在的风险、难点以及不易实现的情况,采用数值模拟方法对双作用往复压式缩机进行气阀流道及气缸建模,通过FLUENT软件进行计算求解,从而得到气缸内理论动态压力及流场的三维数值模拟结果,并截取模拟结果的速度分布云图和压力分布云图。并作出气缸内气体动态压力随曲轴转角的变化趋势曲线,可对往复式压缩机的不同工作过程进行分析,并为往复式压缩机关键部件的受力分析和故障诊断提供依据。     

基于小头瓦润滑EHD模型的变工况运行往复压缩机连杆动力学分析

针对往复压缩机采用气量调节装置进行流量调节中往复压缩机出现小头瓦磨损的问题,本文基于小头瓦润滑EHD模型,研究了往复压缩机变工况运行时连杆动力学特性。根据小头瓦变工况运行时的油膜分布状态,揭示了机组在变工况运行过程中小头瓦易发生磨损的原因,分析了不同调节方法对小头瓦变负荷工况运行产生的影响。基于仿真数据,证明了部分行程顶开进气阀调节方法最有利于往复压缩机变负荷运行,为机组变工况运行选择最佳气量调节方法提供实际参考价值。     

膜式气缸选型对往复压缩机运行影响的探讨

主要结合往复压缩机运行过程中气量调节需求,运用全程顶开吸气阀调节方法中2种不同形式的膜式气缸的工作原理、结构特点进行介绍,并结合某往复压缩机的流量调节控制原理,探讨压缩机各级膜式气缸形式选择对压缩机运行安全性、稳定性的影响,通过2种形式膜式气缸在不同工况下的优劣对比,为压缩机气量调节膜式气缸选型提供参考指导。     

变工况往复压缩机曲轴的模型构建与动力学分析

针对往复压缩机在部分行程顶开进气阀的气量调节工况下,因卸荷装置改变了气阀原本的运动规律导致其易发生泄漏等故障,从而导致气量调节偏差或失效,进一步造成压缩机其余部件发生故障的问题,本文构建了某六缸多级双作用往复压缩机曲轴力学模型,分析了其在正常气量调节工况以及气缸级内和级间发生调节故障时整周期交变载荷的变化规律,并利用多...     

含间隙的往复式压缩机变工况动力学分析研究

以含有间隙运动副的往复式压缩机为研究对象,利用RecurDyn软件的碰撞函数,建立带有十字头销间隙的压缩机传动机构动力学模型,根据往复式压缩机热力学方程,借助MATLAB模拟出无级气量调节下的动态气体力。考虑不同间隙幅值和多种工作负荷的因素,研究机组在无级气量调节系统作用下的动力学特性。仿真结果表明,间隙接触副对压缩机传动机构的动力学性能有显著影响,为传动机构的设计提供依据。针对气量调节下的机组,分析变工况给传动机构带来的一系列影响,为无级气量调节系统的研究提供实际参考价值。     

利用进气管内气体的压力波动效应提高活塞式压缩机排气量的探讨

许多文献[2]、[3]介绍活塞式压缩机当其进气管长满足强制脉冲二次谐波的谐振条件时,能提高排气量,同时给出进气管共振管长的计算公式。文献还指出,按这些公式计算出的共振管长,与实际有很大差别。因为这些公式没有考虑系统如此重要的声学元件的影响,也没有考虑气缸的变化容积以及气缸联接管内压力最大程度增高的时刻同吸气阀关闭时刻之间的关系。吸气阀关闭时刻气缸内压力增高的程度,是最终决定利用进气管内气体的压力波动效应提高活塞式压缩机排气量的关键。     

活塞压缩机压开阀的气动力计算

一、前言和简化在活塞式压缩机中,部分行程连通补助容积和部分行程压开吸气阀,是两种可使排气量在一定范围内连续调节而又具有较高经济性的气量调节方式。与部分行程压开吸气阀调节一样,在部分行程连通补助容积调节机构中,通常也是采用气流动力作用的部分行程压开气阀来连通压缩机气缸和补助容积。图1示出压     

往复式压缩机气量无级调节过程中进气阀的动态研究

根据大型往复式压缩机顶开气阀气量无级调节系统的基本原理,建立气量无级调节系统作用下,压缩机进气阀自动阀工作方式时的阀片的运动微分方程以及气体流动的微分方程,分析阀片升程、阀隙马赫数、执行机构作用力撤销时刻对气阀动态过程影响;利用液压机械仿真平台AMESim,对执行机构控制下的阀片运动过程建立仿真模型,对其运动规律进行仿...     

往复压缩机气阀故障条件下气量调节失效的自愈调控方法研究

气阀是往复压缩机最易损部件,尤其在气量调节系统工作状态下,阀片断裂、弹簧断裂等故障频繁发生,进而导致压缩机气量调节失败,严重影响企业生产.为了使往复压缩机在部分气阀气量调节失效故障下,能够不停机自动在线调整恢复到接近正常的性能,构建气缸-气阀气量分配模型,提出一种通过气阀气量分布网络收缩重构和负荷再分配的自愈调控方法.利用主动自愈调控手段,完成故障区域快速隔离,组建新的调节域并寻找自愈路径,再通过负荷自适应分配实现机组故障后的自我恢复.介绍气量调节失效故障自愈调控系统的组成,并进行故障自愈调控性能试验.试验结果表明,自愈调控系统可在故障劣化的初期采用主动调控方法抑制故障的发展,在12 s内将气量调节失效故障的压力波动调整至许可范围内,实现机组不停机由部分气阀气量调节失效故障状态恢复到正常状态,使故障在线自愈,确保设备的健康运行.     

基于多系统联合仿真的变负荷工况下往复压缩机动态特性研究

针对往复压缩机在气量调节工况下因多系统耦合、多参数关联导致工作模型复杂,对压缩机动态特性分析难度大的问题,本文提出了针对气量调节系统与压缩机的多系统联合仿真的建模方法,首先建立独立的调节系统各模块工作模型,利用不同模型对接端口完成子系统模型之间的数据交互,融合压缩机工作模型构建了变负荷工况下往复压缩机工作特性分析模型,将仿真数据与实测数据进行对比,证明了多系统联合仿真与传统仿真方式相比,能够更准确地表达变负荷工况下压缩机的动态特性。