离心压缩机叶轮冲蚀磨损的动力特性研究

为研究固粒冲蚀磨损对离心压缩机叶轮动力学特性和结构强度的影响,建立磨损损伤的叶轮的三维模型,并采用有限元方法,对有无离心预应力状态下原始叶轮和损伤叶轮的固有频率和振型进行提取,对叶轮共振特性进行研究,对因材料流失而造成的叶片强度、刚度变化进行了分析。研究结果表明:因冲蚀磨损引起的叶片局部减薄对叶轮整体振动特性影响不明显;叶轮在工作转速下其第6,7阶共振裕度较小;冲蚀磨损损伤的叶片存在应力集中和刚度降低的现象。     

大型立式混流泵开式叶轮叶片的模态分析

对电厂中大型立式混流泵开式叶轮叶片的断裂事故，应用模态分析技术用实验方法测出了叶片的模态频率及其振型。找出叶片断裂原因是因发生二阶共振而引起疲劳破坏。此模态测试方法可直接在被测体上画出其各阶振动节线，为大型泵的开式叶轮叶片设计提供可靠参考依据。     

某离心压缩机首级叶轮叶片断裂事故分析与改进研究

本文研究了某离心压缩机首级叶轮叶片断裂事故。分析了该叶片发生断裂的原因,发现该事故主要是由于叶轮固有频率与进口导叶尾迹频率接近发生共振引起的。在此分析基础上,提出了以下改进措施：一方面通过增加叶片厚度来改变叶轮固有频率,以避开进口导叶尾迹频率;另一方面,同时通过叶片进口处沿轴向切除14.4mm,以减小进口导叶尾流激振力。到目前为止,改进后的叶轮现场运行情况良好。     

高炉煤气压缩机叶片断裂原因分析及改进措施

燃气-蒸汽联合循环发电机组(CCPP)以高炉煤气(BFG)为主要燃料,因具备效率高、启停响应迅速、低污染排放等优点而被钢铁企业广泛应用。高炉煤气压缩机作为CCPP机组原料输送系统的关键设备,煤气压缩机叶片的频繁断裂,对机组的发电负荷及设备的安全影响很大,对CCPP发电机组轴流式煤气压缩机(AV90-15)断裂叶片的化学成分、力学性能、振动特性及断口特性等方面进行系统分析,得出叶片断裂系材料疲劳所致,并针对性提出预防改进措施,确保发电机组安全、稳定运行。     

BF100×0型制冷压缩机组振动故障测试与分析

对一台曾发生过叶轮断裂事故的制冷压缩机组振动情况进行了测试与分析,指出了影响机组振动的主要原因。同时提出了一些切实可行的解决措施,取得了满意的结果。     

时序效应对离心压缩机叶片非定常气动负荷影响

针对国内某大型企业不同机组离心压缩机叶轮叶片进行非定常流动数值分析,通过求解三维瞬态N-S方程组,得到流场分布和叶片表面的静压载荷信息。利用数值实验方法获得离心压缩机不同时序位置叶轮叶片表面动载荷的变化,并通过傅里叶变换得到叶轮叶片表面动载荷的分布特性,进而分析不同时序位置叶轮叶片表面气动负荷的差异。数值计算表明,时序效应对离心压缩机流道内流动以及叶轮叶片的非定常气动负荷存在不可忽略的影响,且合适的时序位置具有改进压缩机级性能的潜能。动载荷是压缩机叶轮叶片结构发生疲劳破坏的诱因,且不同机组离心压缩机中的时序效应对气动载荷的影响具有一致性。     

多工况下离心压缩机叶片承载的流固耦合效应分析

针对国内某大型离心压缩机叶轮叶片利用流固耦合技术,通过求解流体和固体的耦合方程,对冬季和设计工况下的叶轮叶片的应力应变分别进行了计算分析。理论分析表明,叶轮叶片的应力主要由离心力引起的拉应力和气动载荷引起的叶片弯应力构成。数值计算表明：对所研究的离心叶轮而言,离心力产生的拉应力是构成叶片应力的主要因素,而气动载荷引起的叶片应力相对较小;但单独进行力学分析其危险工作面的位置会发生变化,计算结果显示应力应变异常区域与实际叶片发生断裂的部位相一致。本文研究结果为实际运行发生事故的原因分析提供一定的依据。     

离心压缩机叶轮叶片断裂分析及预防措施

合成气压缩机组是甲醇合成装置中的核心设备,压缩机组的稳定运行是装置正常工作的保证。合成气压缩机组有压力较高、分子量较轻、运行工况复杂的特点。转子是压缩机的核心部件,转子的设计制造对其叶轮布置、力学分析、材料选择、加工装配、检查检验等方面都有着很高的要求。某合成气压缩机在使用近一年时间后,压缩机合成段及循环段突然出现振动值超出报警值的异常情况,经过拆检压缩机发现入口过滤网损坏严重,合成段第五级叶轮损坏、隔板损伤,循环段叶轮及隔板结垢严重。针对以上压缩机异常情况及返修情况,从设计、制造、检验等方面探讨故障原因及预防措施,对于压缩机转子所产生的频率干涉问题进行剖析,提出转子设计制造过程中的建议,避免发生类似问题。     

关于作用在离心压缩机上的流体激振力以及由此产生的转子振动特性综述

引起离心压缩机转子非同步受迫振动的来源有许多,其中较典型的因素包括产生于压缩机气体通道中的气动力学现象。例如叶轮失速、扩压器失速(有叶片和无叶片)以及由于叶轮和扩压器不对中而产生的气流不稳定等。通常这些现象的唯一表现形式就是转子的振动信号。本文对可能引起离心压缩机转子非同步振动的诸多因素进行了回顾,并且针对每个因素的背景信息、流场细节以及其它可能存在的激励源等方面,逐一进行了描述,并在适当的情况下运用CFD技术对流场予以分析。综述中还例举了可以用来验证上述现象的空气压力的监测数据以及可以证明这些现象的存在的转子振动数据。这些数据均来自于对实际设备的的监测,例如频率和振幅等特征参数。     

合成气压缩机高压透平103JAT叶片断裂原因分析

根据合成氨装置合成气压缩机高压透平103JAT振动突然上升的现象,判断叶片发生断裂。通过对叶片断裂原因的分析,确定造成叶片断裂的原因是由于叶片中非金属夹杂物超过了国标规定,同时钛合金拉筋脆化发生了早期断裂,并提出了问题的解决方案,使生产问题得到了解决。     

叶片数和安装角对氦气压缩机性能影响研究

使用ANSYS软件对主氦风机的叶轮进行模型建立和数值模拟,分别对叶轮的叶片出口安装角为27.5°～37.5°和叶片数为15～19的氦气压缩机进行建模和仿真计算,分析叶轮叶片出口安装角和叶片数对氦气压缩机内部流场和效率的影响。结果表明:随着叶片出口安装角的增大,叶轮的出口压力增加,但压缩机的多变效率下降;随着叶轮叶片数的增加,叶轮出口压力增加,在70%设计流量工况下,减少叶轮叶片数会导致压缩机多变效率下降;当流量大于设计流量时,增加叶片数则导致压缩机多变效率下降。     

发动机增压器压气机叶轮的五轴数控加工研究

发动机增压器常用的是透平压缩机半开式叶轮,在通常情况下,压气机叶轮采用铝合金材料精密铸造而成。当发动机增压器的压比大于3.5时,铸造铝合金叶片的强度已经满足不了使用要求,时有叶片断裂现象发生。为改善叶片强度可靠性,必须改用锻造铝合金材料,通过五轴数控加工中心进行叶片的整体铣削加工。其可靠性远远高于精密铸造的叶轮,但其加工难度和制造成本也随之增高。     

半开式离心叶轮气动阻尼的影响规律研究

离心压缩机半开式叶轮的阻尼是影响叶轮振动应力水平的重要因素,主要包括材料阻尼和气动阻尼.其中,气动阻尼的准确计算是叶轮动应力分析的前提.本文通过流固弱耦合方法研究了压缩机运行工况以及叶片振幅对气动阻尼的影响,并对影响规律进行了理论分析.研究结果表明,进口温度一定时,叶片气动阻尼比随进口流量的增大而增大;进口质量流量一定...     

对旋轴流局部通风机叶片断裂原因分析与改进

针对矿用对旋轴流式局部通风机在生产应用时经常会出现叶片断裂的情况,利用有限元模型对局部通风机叶轮进行应力和变形分析,最终得出叶片断裂的主要原因是叶轮结构与尺寸设计不合理,部分区域强度不足,并根据研究结果提出了解决该问题的方法。现场应用可知,改进后通风机叶轮能够减少叶片断裂情况的发生。     

高温热泵离心叶轮变叶片数时流场特性分析

离心式压缩机作为高温热泵系统中的关键部件其运行效率、工况范围和安全性能都直接影响着整个机组的性能,而离心式压缩机叶轮叶片的数目是影响离心式压缩机效率的关键参数.目前离心式压缩机叶片数目的确定主要根据经验公式,同一叶轮取不同数目的叶片对叶轮内部流场的影响缺乏定量的分析.对高温热泵离心机取不同叶片数目时的单通道流场进行了数值模拟,分析变叶片数时叶轮内部吸力面分离区和分离点变化特性、二次流损失变化规律,优化叶轮叶片数目,为合理设计离心式压缩机叶轮叶片数提供理论依据.     

基于活塞杆沉降位移信号的活塞杆断裂故障诊断方法的研究

往复压缩机活塞杆断裂故障是往复压缩机一类严重的故障,本文在Griffith提出的裂纹扩展的能量平衡准则的基础上,对活塞杆断裂故障机理进行了分析,得出活塞杆断裂故障发生时活塞杆振动幅值会增大;同时通过对往复压缩机活塞杆沉降位移信号进行小波降噪,滤除信号中噪声信号,并计算处理后的信号的峰峰值。最后通过观察几个活塞杆断裂故障案例,说明了活塞杆断裂故障发生时活塞杆振动幅值确实会增大,可以将小波降噪后的沉降位移信号的峰峰值作为活塞杆断裂故障的报警或诊断的特征参数。     

基于CFD和多目标算法的离心叶轮参数优化

为了研究叶片出口安装角和叶片数对叶轮气动性能优化的影响,对某离心压缩机叶轮建立理论数值模型,利用多目标遗传算法对模型寻优。对优化的结果圆整处理后进行参数化建模,并通过CFD叶轮在设计工况点压缩比提高3.57%,等熵效率提高0.79%,叶轮整体情况得到改善,可为离心压缩机叶轮的优化设计提供参考。     

离心压缩机2级叶轮断裂失效分析

采用宏观、微观及SEM等分析方法,对离心压缩机2级叶轮断裂失效原因进行分析。结果表明,离心压缩机叶轮断裂原因是由于断裂源处表面脱碳,存在大量铁素体,使叶轮在该处硬度、强度及耐疲劳性能明显下降,难以承受压缩机工作状态对其产生的应力作用,形成疲劳方式开裂。     

空压机叶片断裂事故的解决

通过对损坏叶片进行测频分析和运转时转子振动频谱的分析，判定叶片的断裂原因为叶片在共振区工作。通过更改叶轮设计方案，使叶片共振问题得以解决。     

非典型气动荷载下压缩机叶轮疲劳强度分析

针对气动激励下压缩机叶轮疲劳破坏问题,研究气动激振力的频域特性以及叶轮共振特性,提出相应的叶轮疲劳强度校核及失效分析方法。对某离心压缩机叶轮非定常气动荷载计算流体力学(Computational fluid dynamics,CFD)计算结果进行傅里叶变换,获得其频率、幅值与相位特征,重点分析气动激振荷载在相邻叶片间的相位关系。对于在相邻叶片间相位差循环对称分布的典型荷载分量,通过干涉图确定叶轮的共振模态,对于相位差非循环对称分布的非典型荷载分量,通过激振频率下叶轮动应力在各节径的分布情况确定叶轮的共振模态。基于叶轮静应力和共振动应力计算结果进行疲劳分析。结果表明,计算预测的疲劳破坏位置与实际发生疲劳裂纹位置相吻合,相位差非循环对称分布的非典型气动荷载激起叶轮零节径的共振是引起叶轮疲劳失效的主要原因。