新型涡旋式多相泵气液增压过程研究与设计理论

提出一种新型涡旋式气液多相混输泵,通过构建变啮合间隙涡旋齿型线,使其所形成的压缩腔存在一条通向排出口方向的内泄漏卸压通道,其增压过程如下:气液介质随着压缩腔容积的减小而压力升高,同时部分介质通过卸压通道被推入到排出口,防止因液相不可压缩而易出现的压缩腔内压力骤增问题。建立涡旋式多相泵的几何理论和工作中带有内泄漏的气液增压过程数学模型,求解得到增压过程中气液状态参数的变化规律。对其工作过程中带有移动边界和气液混合增压的粘性非定常流动进行数值模拟,得到各个工作腔内的速度场和压力场分布,分析含气率、压缩腔容积变化率和啮合间隙等因素对增压过程的影响,形成了新型涡旋式多相泵的设计理论。     

两级喷液螺杆压缩机组在工艺投产时的使用

介绍了工艺气两级喷液螺杆压缩机组在开机、空气试车与工艺投产时的步骤以及注意事项,并指出了两级喷液螺杆压缩机组的优势所在,发展两级甚至多级螺杆压缩机组的重要意义及应用前景。     

小型燃机然气增压系统用涡旋压缩机数学模型

研究涡旋压缩机结构对小型燃机然气增压系统性能的影响，建立了适用于燃机然气增压系统仿真的涡旋压缩机的分布参数简化模型。导出适宜于任意渐开线初始角的包含吸气、压缩和排气全过程的分段函数形式工作腔容积模型和泄漏模型，建立了基于能量守恒、质量守恒和实际气体状态方程的涡旋压缩机模型，并用四阶R—K法求解，将模拟计算的压缩机质流量与实验结果进行对比，结果表明该模型能够准确地描述压缩机的吸气预压缩，压缩泄漏以及排气过压缩等详细工作过程．．该研究为压缩机及其增压系统的性能研究提供了有效工具。     

压缩机冷却器内气液不互溶两相流热力计算

由于螺杆式压缩机级间冷却器涉及到气液不互溶两相流动,致使介质物性参数很难确定,这给换热器的设计和校核带来了很大的困难。对此针对气液不互溶两相在换热器内部的流动状态,综合利用流体力学和传热学,建立了两相流型的划分方法;并针对不同的流型在均相模型的基础上,提出"分相率"假设,得到两相平均物性参数计算模型,该模型很好的将流体流动状态以及换热器几何参数结合起来;最后将该物性参数计算模型运用到换热器的传热计算模型中,并通过实验验证了计算模型的正确性。     

喷液单螺杆压缩机内液滴运动规律及其对传热的影响

建立了喷液单螺杆压缩机基元容积内液滴的空间运动学模型，并依此研究了压缩机转速、液滴尺寸、喷液速度及角度等参数与液滴在压缩腔内自由飞行时间的关系，同时从理论上分析了喷液参数对汽液换热的影响，并用实验加以验证。     

微弯型科氏质量流量计测量气-液两相流研究

与普通U形和Δ形科氏质量流量计相比,微弯型科氏质量流量计固有频率更高、相位差更小,测量气-液两相流时误差更大。为此,设计气-液两相流实验方案,采用课题组研制的科氏质量流量变送器进行气-液两相流实验,采用BP人工神经网络对测量误差进行建模,得到误差模型,实现对气-液两相流测量误差的在线实时修正。实验结果表明,当密度降在0%~30%范围内变化时,通过在线修正,气-液两相流测量误差从原来的最大为-50%减小到-5%~3%以内,取得了很好的效果。     

液气射流泵扩散管内气泡尺寸的试验研究

在工作水压力小于500kPa的低压水射流情况下,通过取样法和摄像法试验研究了下喷式液气射流泵扩散管内部气泡直径范围,获得内部气液两相流动情况及气泡分布特性。在一定的孔口雷诺数下,不同气液比下扩散管中气泡直径范围约80%集中在0.6～1.3mm。测量不同孔口雷诺数下的气泡直径,在孔口雷诺数较小的情况下气泡直径变化明显,最大直径可以达到3mm左右。由试验结果可以看出,气液比的变化相对于工作压力的改变对气泡尺寸影响比较明显。液气射流泵作为气液接触、射流混合及反应的设备,用于气体的吸收和分离操作。其含气率和气泡分布以及相接触面积是内部射流混合的重要参数。研究结论和结果有利于进一步提高气液两相混合效果。     

基于双面斜楔机构增力增压的气-液复合传动装置

介绍了一种新的气一液复合传动增压装置的工作原理，给出了其输出流量与输出压力的计算公式。该装置采用了对称性斜面的无杆活塞式气压缸，能有效避免串联式装置的气液两相容易混合的问题，技术性能较为完善，传动效率高。     

气液增压系统中电磁换向阀建模及特性分析研究

对气液增压系统的组成、原理及关键技术进行了阐述。为了改进气液增压式系统的动态性能,对电磁换向阀进行了数学建模,并采用建模分析软件MATLAB/Simulink进行仿真计算,分析了气隙长度、驱动电流大小、线圈匝数、气源压力等关键参数对电磁阀工作性能的影响。根据仿真分析的结果,对现有气液增压系统的关键部件提出了改进方案,实验结果证明了优化方案的可行性。     

科氏流量计应用于气液两相流测量的实验研究

以空气-水为介质,对科氏流量计应用于气液两相流双参数测量进行了实验研究.实验过程中保持液相流量一定,通过加入不同体积分数的空气来分析含气率对科氏流量计测量精度的影响,采用Weisman垂直上升管气液两相流流型图与实验数据进行了比较.结合实验结果,初步归纳出含气量、流型和科氏流量计测量精度之间的关系,总结出液相中含气影响科氏流量计测量精度的主要因素及其影响规律,为进一步研究科氏流量计气液两相流测量误差修正提供了一种技术方法.     

涡旋压缩机单向流固耦合方法与涡旋齿变形分析

提出一种涡旋压缩机气体流场对固体边界受力变形影响的单向流固耦合计算方法,建立了考虑泄漏间隙的带有齿头修正的渐变啮合间隙变壁厚的涡旋压缩机三维几何模型,采用LES湍流模型对其工作过程进行模拟从而得到流场分布,其压力分布沿Z方向不均匀,压差在涡旋型线展角492°处最大。将压力场载荷直接加载到固体边界上,得到任意工作状态下的涡旋齿受力和变形规律,分析了流场变化对固体边界涡旋齿受力、变形的影响。得到了涡旋齿的受力和变形规律,沿涡旋齿型线展角500°处变形最大与压力差分布相符。该压力载荷加载方式更加连续,更接近于实际工作状态,计算结果更为准确。     

Thermo-fluid dynamic analysis of wet compression process

Wet compression systems increase the useful power output of a gas turbine by reducing the compressor work through the reduction of air temperature inside the compressor. The actual wet compression process differs from the conventional single phase compression process due to the presence of latent heat component being absorbed by the evaporating water droplets. Thus the wet compression process cannot be assumed isentropic. In the current investigation, the gas-liquid two phase has been modeled as air containing dispersed water droplets inside a simple cylinder-piston system. The piston moves in the axial direction inside the cylinder to achieve wet compression. Effects on the thermodynamic properties such as temperature, pressure and relative humidity are investigated in detail for different parameters such as compression speeds and overspray. An analytical model is derived and the requisite thermodynamic curves are generated. The deviations of generated thermodynamic curves from the dry isentropic curves (PV^γ = constant) are analyzed.     

废油再生装置冷却设备涡旋压缩机结构参数优化

涡旋压缩机结构参数直接影响到润滑油分子蒸馏再生装备的效率。以基于泛函通用涡旋型线构成的变壁厚涡旋盘为研究对象,建立了以能效比为目标函数的结构参数优化模型。分析了涡旋压缩机压缩过程中由排气容积变化引起的热能变化及能效比变化。以能效比为目标函数,以涡旋盘结构参数及型线方程为变量,利用遗传算法得到能效比最优化时的变量。给出具体算例,并与等壁厚的涡旋型线构成的压缩机进行性能比较,得知前者更优。基于泛函的通用涡旋型线为涡旋压缩机型线设计拓展了思路。     

螺杆蒸汽压缩机工作过程喷水冷却特性研究

喷水能够提高螺杆蒸汽压缩机的压比和饱和温升,扩展蒸汽压缩机的应用范围。为研究螺杆蒸汽压缩机的喷水冷却特性,建立喷水螺杆蒸汽压缩机的数学模型,考虑喷入水与压缩蒸汽的换热蒸发及其泄漏闪蒸,并试验验证了模型的准确性。利用所建数学模型,分析与讨论压缩机压比、喷水量、喷水温度及转速对压缩机工作过程的影响。研究结果表明,喷水不仅可以降低排汽温度、使蒸汽压缩机稳定运行,还可以使压缩过程更接近等温过程;压缩机实际运行时喷入水主要集中在压缩过程后期及排汽过程蒸发;压缩机欠压缩运行时,排汽腔内蒸汽对压缩过程影响不大;若压缩蒸汽任一转角都能被冷却至饱和,则喷水温度对压缩过程及运行效率基本没有影响;为了有效控制排汽温度,喷水孔口水流量需要随压缩机转速做相应的调节。     

涡旋压缩机工作过程模拟及传热分析

根据涡旋压缩机的运转规律,得到了绝热状态涡旋压缩机非定常流动的数值模拟计算方法;对涡旋压缩机理论计算模型进行网格无关性验证、动网格重构验证,保证其数值模拟计算结果的准确性.得到了涡旋压缩机工作过程的压力场、温度场、速度场分布规律,得到其工作过程曲线与各工作腔的泄漏规律,并与理论绝热过程进行对比,验证了所采用的数值模拟计算方法的正确可行性.进而探究考虑流热耦合传热的涡旋压缩机工作过程的数值模拟计算方法,提出通过合理地设置壁面热力条件参数实现涡旋压缩机达到热力平衡状态的数值模拟计算方法.     

涡旋压缩机气体力的影响因素分析

在气体力模型基础上,结合涡旋压缩机的基本参数和设计参数,分析了气体力的影响因素。得出基圆半径、节距、齿高、压缩比、排气量对气体力的影响情况。分析结果为减小涡旋压缩机的振动和噪声提供依据,为涡旋压缩机的动力平衡提供支撑。     

气体组分变化对瓦斯压缩机工作性能的影响

含有可分凝组分的气体，在压缩机的压缩过程和冷却器的冷却过程中会出现某些组分凝析。使得混合气组分发生变化，影响混合气的热力学性质和物理性质，从而影响压缩机的工作。本文将对混合气的参数、状态方程和相平衡进行理论分析。     

对称腔非同步排气涡旋空气压缩机热力学研究

为了研究对称腔非同步排气涡旋空气压缩机的热力学特性,结合其几何特点对热力学过程进行了计算。计算过程分为两排气腔压力不等和相等两个阶段,分别建立了热力学拓扑结构,避免了排气腔容积较小时引起的热力学计算误差放大。给出了与计算过程相适应的排气量、温度计算方法。热力学计算结果与实验结果相一致。对一个压缩过程中的压力和温度曲线进行了详细分析。