离心压缩机防喘振控制方法的研究及应用

介绍了离心压缩机防喘振控制器所采用的防喘振控制方法，离心压缩机防喘振控制器的原理及功能和在高炉鼓风机上的应用。     

离心压缩机进口导叶叶型的进一步研究

为提高离心压缩机进口导叶的质量流量调节能力,以原研究成果为基础对导叶叶型做进一步研究。通过数值模拟计算,对不同厚度弯叶型和不同弯度位置导叶的质量流量调节能力进行对比分析。结果表明,虽然减小弯叶型的厚度可扩大其质量流量调节范围,却增加了流动损失,使压缩机效率下降;将弯叶型最大挠度位置向后移,可有效提高导叶的质量流量调节能力,且其产生的损失对压缩机性能影响不大。最终选择出适合于导叶进行质量流量调节的最佳叶型,减少了压缩气体的排空浪费。     

离心压缩机无叶扩压器的改进新方法

研究了某高压比离心压缩机无叶扩压器的性能,提出在无叶扩压器轮盘侧加装一定高度机翼型导叶的改进方法。结果表明,这种扩压器可以改善其内部流动,提高自身的压力恢复系数和效率,从而改善离心压缩机的整级性能。     

基于遗传算法的离心压缩机蜗壳参数化及多目标优化

排气蜗壳对离心压缩机的整体性能、工作范围有直接且不可忽视的影响.排气蜗壳由于其完全三维的、湍流的内部流动会引起蜗壳进口周向压力畸变,从而影响上游部件的流动稳定性.本工作针对先进压缩空气储能系统离心压缩机排气蜗壳进行多目标优化设计,提出了一种可变截面形状的参数化设计方法.以总压损失系数和静压恢复系数为优化目标变量,采用多...     

离心压缩机湿压缩的气动性能分析和强度校核研究

采用湿压缩技术可以降低压缩机出口的温度,有效解决裂解气的结焦问题.采用CFD方法对某离心压缩机进行了湿压缩的气动性能分析,将气动计算所得到的叶片表面压力加载到CAE模型中,从而进行了湿压缩的强度校核.结果发现:在合理选取的进气温度为30℃,喷水量为工质流量的1%时,此压缩机的出口温度明显降低,流量增加,单位质量工质所需...     

离心压缩机三维叶片参数化气动优化研究

为提高离心压缩机气动性能，考虑二元叶轮优化多以构型参数为变量，不适用于变量间存在交互作用的三维叶片。以某三元叶轮为优化对象，考虑各变量间的交互作用，采用Bézier曲线加载叶片角，直接选取三维叶片型线为优化变量进行气动优化。结合CFD数值仿真、非线性映射能力较强的BP神经网络与全局寻优能力较强遗传算法，以提升等熵效率和压比为目标进行优化。结果表明：设计工况下，优化后的叶轮等熵效率同比提升1.9%,压比同比提升0.3。三维叶片中部向吸力面偏移，叶片尾缘向压力面偏转可同时提升叶轮的效率和压比。     

主动平衡技术在带有尾透的离心压缩机上的应用研究（Ⅰ数值计算）

研究了利用主动平衡技术消除某带有尾透的离心式压缩机柔性转子的不平衡问题，应用有限元方法计算比较轴上存在不平衡时轴颈振动幅度的大小，找到了轴上安装主动平衡装置的最佳位置。着重分析了配重大小对初始振动降低的幅度，可为选择主动平衡装置的最大平衡能力提供参考，并且经数值仿真验证了转子系统的减振效果。研究结果为转子的主动平衡装置的安装和主动平衡试验提供了参考和依据。     

圆形截面离心压缩机蜗壳内部三维流动的测量与分析

利用五孔探针对大尺度低速离心压缩机的圆形截面蜗壳内部三维流动进行了详细的测量,给出了蜗壳螺旋通道部分径向测量截面的通流速度分布以及通流速度、总压、静压沿径向与圆周方向的分布图,并与一维计算的流量进行了比较.结果表明,各截面测量得到的流量与一维计算的趋势相同,且随着角度的增大,计算与实验之间的差别逐渐减小;另外,本试验蜗壳内的流动是复杂的三维流动,蜗壳各径向截面的通流速度沿径向的分布与动量矩守恒规律有比较明显的差别,总压沿圆周方向变化不明显.     

来流预旋对离心压缩机级间部件性能的影响

利用CFD技术,重点研究了来流周向预旋对多级离心压缩机级间弯道与回流叶栅等静止部件内气动性能的影响.结果表明:弯道内均存在不同程度的流动分离,且分离区的大小随来流周向预旋的增强而增大;降低来流周向预旋能有效地抑制弯道内流动分离,并能使弯道出口(即回流叶栅进口)气流更趋于均匀,这有助于提高回流叶栅的气动性能;回流叶栅内的流动是非均匀、不稳定、剧烈分离的旋涡流动,沿主流方向存在着复杂的二次涡结构,这些二次流旋涡随主流经历着明显的"初生、发展、耗散、溃灭"的过程.     

基于改进Kriging代理模型的自适应序列优化算法在离心压缩机蜗壳设计中的应用

提出了一种基于改进Kriging代理模型的自适应序列优化算法,并利用Matlab软件开发相应的优化平台.采用该优化平台,针对某特定流量工况,以质量流量平均总压损失系数为目标变量对离心压缩机蜗壳系统模型进行气动优化设计,并对优化前后蜗壳模型进行对比计算,来验证优化结果在实际蜗壳系统中的适用性.结果表明:优化后蜗壳的总压损失系数小、静压恢复系数大,性能得到改善.     

BCL607离心压缩机的节能改造

介绍了BCL67离心压缩机节能改造的三种方案和节能改造的原则,压缩机节能改造不仅要满足管路系统流量、压头的需要,在确定降速幅度时还要进行喘振的校核,另外,还给出了降速后压缩机的节能量的计算公式。     

离心压缩机扩容改造中的转子动平衡

论述了多项离心压缩机扩容改造工程的转子动平衡正反两方面经验,分析了低速动平衡和高速动平衡的特点,得到了离心压缩机扩容改造中转子平衡的几点规律。     

高负荷氦气压气机平面叶栅数值试验及叶型优化

基于大转折角基元级速度三角形设计概念,使用CFD软件对3种进气马赫数、6种进气角、3种扩压因子、3种叶栅稠度、2种叶型最大厚度比的共计324个平面叶栅流场进行数值计算。为了提高新型叶栅的性能,利用人工神经网络构建基于数据库样本空间的近似函数,采用遗传算法来寻找新的设计,并对新的设计进行气动性能预测。对中弧线和厚度分布进行优化,优化后总压损失系数降低了14.48%。     

利用遗传算法进行离心压缩机整级优化设计

建立了离心压缩机整级的物理损失模型,编制用于离心压缩机整级性能参数优化的遗传算法程序,并对优化前后该离心压缩机整级性能进行了数值模拟分析,以证实损失模型的可靠性以及将CHC遗传算法引入离心压缩机级性能参数优化的可行性.结果表明:与优化前相比,优化后整级的性能得到了一定程度的提升,级内流动更加合理,消除了分离,减少了损失.     

高转速径向进气离心压气机流场特性分析

以数值模拟的方式对某小型离心压气机内部三维流场进行了详细的研究,得到相应的特性曲线与主要的参数分布。计算结果的分析表明,在设计点其结果与设计值基本吻合;在堵塞状态时径向扩压器和轴向扩压器中都存在不同程度的分离,尤其是轴向扩压器中分离现象更为严重,这些都造成了不同程度的气流损失,导致了效率的降低;数值计算结果对进一步改进此类压气机设计有一定参考价值。     

低比转速离心压气机子午型线多目标优化设计北大核心CSCD

以某前/尾缘组合掠型低比转速离心压气机叶轮为研究对象,选取叶轮子午流道型线控制点坐标作为优化变量,结合拉丁超立方试验设计方法构建样本数据库。通过样本数据的训练,建立探索优化变量与气动性能之间非线性关系的Kriging预测模型。基于预测模型,采用SPEA–Ⅱ多目标优化算法进行多变量寻优,以实现设计工况和非设计工况下等熵效率最大化,并对叶轮流场进行整级计算和分析。优化结果表明:设计工况和非设计工况下,压气机等熵效率分别提高了2.69和0.45个百分点;整级压比在大流量工况有所提升,而在小流量工况略有降低;堵塞流量增大,稳定运行范围拓宽。从叶轮流场可以看出,优化后叶轮子午流道前段曲率减小,流道间隙泄漏和流动分离受到抑制;后端流道高度降低,流道扩压度减小,增加了出口处气流速度,低速流团的流动损失降低。     

双级压缩离心式制冷机组的能耗模拟与分析

建立了双级压缩离心式冷水机组的能耗模拟模型,并通过一台符合模拟条件的厂家机组的实验数据对模型和程序的算法进行了验证,然后进一步在所建立的模拟程序基础上对机组的性能进行了分析.结果表明,模型的精确性和程序算法的正确性.此外,分析了在海水作为放热源和改变冷冻水供回水温差,这两个因素对双级压缩离心式冷水机组性能的影响.     

基于目标压力分布的压气机叶型黏性反问题设计方法

以叶型表面压力残差修正和N-S方程数值求解为基础,发展了基于目标压力分布的压气机叶型黏性反问题设计方法。该方法不仅适用于吸力面和压力面局部修正的反设计,同时可对包含前缘和尾缘的吸力面和压力面整体叶型进行反设计修正。某CDA动叶叶型的反设计结果显示,该方法基本还原了原始叶型的几何型线和气动性能;对叶型整体反设计,在前缘、尾缘附近得到了相对光滑的压力分布。对所采用的压力残差修正方法,其对透平叶栅和压气机叶栅反设计的有效性和适用性均得到了证实,表明该方法具有良好的通用性。     

离心压气机无叶扩压器设计研究

为研究无叶扩压器不同几何设计参数对离心压气机性能的影响,利用数值模拟方法,针对叶片数为16、压比为4.2、流量为0.9 kg/s的离心压气机通过改变其无叶扩压器叶轮出口处的叶高W₁、扩压器出口高度W₂、叶轮出口半径R₃、扩压器收缩段半径R₄和扩压器出口半径R₅的值进行仿真计算。分析数值模拟结果表明：W₂/W₁在0.82以下,应调整(R₄-R₃)/(R₅-R₃)的值在0.35以上,若(R₄-R₃)/(R₅-R₃)的取值偏小会造成收缩段后部发生边界层分离的情况,流动损失增加,导致压气机效率下降;W₂/W₁在0.82以上,应调整(R₄-R₃)/(R₅-R     

基于流固耦合的离心式压气机叶轮叶片仿真研究

以某型离心式压气机叶轮为研究对象,利用ANSYS工程软件对叶轮进行单向流固耦合数值模拟。在综合考虑热载荷对叶轮叶片应力应变影响的前提下,建立叶轮单流道的三维流场模型,得到额定转速下压气机叶轮内部流场应力分布。将离心力、气动力和热载荷施加到叶片上,最终得到在离心力、气动力和热载荷三者共同作用下的叶片应力分布和叶片最大变形量。结果显示:相比仅考虑离心力和气动力影响的情况,在施加热载荷后,叶片最大应力增加7.62%,最大变形量增加24.69%。