多级离心压缩机叶轮逆向工程气动设计

本文提出了一种离心压缩机备件转子新的制造方法,即多级离心压缩机叶轮逆向工程气动设计。以某多级离心压缩机机组为研究对象,对叶轮进行逆向工程气动设计。首先,分析机组数据表参数,反求各级叶轮气动性能,并以此作为设计目标;然后,在保证所有定子组件及子午结构不变前提下,进行叶轮设计,并对设计方案的气动性能和力学强度进行校核;最后,预测离心压缩机组的气动性能曲线。计算结果表明,设计点的气动性能、稳定运行工况范围以及强度性能均满足原压缩机机组的要求。     

某型离心压缩机叶轮优化设计

针对某型离心压缩机实施改进结构和气动设计,并对其进行数值模拟。采用有限元方法对叶轮进行静力学计算和长寿命疲劳计算,计算出叶轮各部分的应变值和疲劳寿命,分析了叶轮可能出现的问题,并在此基础上对叶轮进行结构和气动优化设计。计算结果表明:改型离心叶轮达到了性能指标要求,可为类似的离心压缩机改型气动设计提供借鉴。     

离心压缩机叶轮结构优化设计

叶轮是离心压缩机的核心部件之一,对于悬臂结构的转子系统,叶轮的质量和应力大小直接影响着转子的安全稳定性,因此对叶轮进行结构优化设计,降低质量和应力尤为关键。本文综合有限元分析方法和数学优化算法,对某型号蒸汽压缩机半开式叶轮进行优化设计,优化后叶轮质量降低27.1kg,降低约16.1%,叶轮最大等效应力降低196.4MPa,降低约18.5%,优化设计效果明显,对降低成本和提高机组转子稳定性有着重要意义,具有良好的工程实用价值。     

离心压缩机的逆向工程与几何参数化方法及应用

以一台四级离心压缩机为研究对象,采用便携式三维激光扫描仪和硅胶灌注方式,有效解决了闭式离心叶轮三维扭曲叶片的测量问题。在此基础上,使用Numeca软件的Autoblade Fitting模块对离心压缩机通流部件的离散坐标进行了几何参数化建模,并利用CFD方法对整机进行了流场分析。研究表明:本文所开展的逆向工程及参数化建模方法能够用于压缩机流场分析。     

基于LabVIEW的离心压缩机动态压力测试系统研究

从分析表征离心压缩机喘振发生时的动态压力特性入手,揭示离心压缩机的出、入口及叶轮处的动态压力信号对研究压缩机喘振主动控制的重要意义。随后在800 k W离心压缩机系统上设计了动态压力测量的NI测试系统,并用Lab VIEW进行软件开发和实现。为致力于研究离心压缩机系统特性、喘振机理及主动控制方法的工程技术人员提供了搭建测试系统的设计原则和实现方法,具有重要的参考价值。     

机载离心式制冷压缩机叶轮级流动仿真研究

离心式制冷压缩机对机载蒸汽压缩制冷系统有重要影响;大流量离心制冷压缩机的运行效率远大于小流量压缩机效率,针对现有的双级小流量离心制冷压缩机,通过实验测试和CFD仿真,对制冷剂R134a在泵式叶轮内的流动进行了分析。结果表明:在所测试参数条件下,叶轮进口靠近压力面处的制冷工质出现明显的二次流现象,气体流动出现盖面分离,叶轮内部损失较大;改变叶轮叶片出口安装角可提高效率及压比;针对不同叶轮叶片数的仿真计算对比,可确定在所设计模型中最佳叶片数。     

小流量高压比组装式离心压缩机的研制

通过理论分析和数值模拟研究方法,对组装式离心压缩机级条件下的内部流动和流动机理进行研究,通过对流动结构的分析,进行了离心式压缩机通流部件的设计。论文研究对离心式压缩机性能的提升和设计具有很好的理论和工程应用参考价值。同时对组装式离心压缩机转子进行了临界转速分析,并对整机的装置结构进行了规划。研究的对象是SVK16-5S组装式离心压缩机结构为五段、五级,每级由叶轮、扩压器和蜗壳等组成。其中前四级采用高效后弯的三元半开叶轮,第五级叶轮为闭式叶轮。     

离心压缩机叶轮材料强度的确定原则

以实验分析为基础,综合各种因素对离心压缩机叶轮强度的影响,提出了离心鼓风机、压缩机设计中叶轮材料强度的确定原则和叶轮设计注意事项。     

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。     

氯气压缩机的高效设计方法及数值模拟结果分析

针对某企业年产7万吨的氯气压缩机,进行了基于叶轮表面速度最优分布的三元离心叶轮、扩压器、蜗壳设计及CFD叶轮内部流动分析,得出了设计方法可靠等3点结论。     

基于ANSYS Workbench的离心叶轮的振动特性分析

针对某型离心压缩机的叶轮使用SolidWorks建立模型,并通过ANSYS Workbench软体对其进行单向耦合分析。建立了离心叶轮的三维流场模型,得到了在设计转速下离心叶轮内部流场的应力分布,再将该气动力加载在叶片上,获得了离心力和气动力共同作用在叶片上的应力分布和最大变形量,最后对比分析了离心力和气动力对离心叶轮振动特性的影响。     

大流量系数离心压缩机叶轮及扩压器气动设计与分析

本文以流量系数等于0.2的离心压缩机为研究对象,发展了大流量系数离心压缩机的设计与分析方法,完成了该压缩机叶轮+扩压器的一维方案设计、二维子午流道设计和三维叶片设计,并利用CFD软件对所设计的叶轮+扩压器进行了数值验证。结果表明:所发展的设计方法能够用于大流量系数离心压缩机研发,气动性能指标满足设计要求,对进一步优化设计和结构强度分析具有应用价值。     

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。     

离心压缩机叶轮S2流面正反命题的研究

分别对流线曲率法正反两类命题进行了研究.正问题中,利用背掠式带分流叶片离心压缩机叶轮算例,计算出子午面流场,对该叶轮进行了性能分析.在反问题中,根据给定设计点参数,设计出了一背掠式叶轮.鉴于气体涡分布的重要性,讨论了不同类型分布对叶轮性能的影响,得出后加载型分布适合离心压缩机叶轮的结论.     

叶轮损失模型对离心压缩机性能预测的影响

针对目前离心压缩机损失模型的差异性,在总结离心压缩机叶轮损失模型的基础上,提出在计算各截面参数时采用多变系数替换绝热指数的方法.并利用MATLAB编写程序计算压缩机在不同流量和不同转速下的压比和效率.通过和单级离心压缩机性能实验数值比较,分析叶轮损失模型对压缩机性能的影响,得出了采用简化的叶轮损失模型对压缩机效率影响较大而对压比影响较小的结论.     

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。     

航空发动机压气机叶轮外罩振动特性研究

通过噪声测试得到了三维频谱图,对噪声信号进行了分析,得到了叶轮外罩可能存在的激励频率,给出了基于噪声测试的叶轮外罩共振评估方法。对离心叶轮和叶轮外罩进行了有限元分析,给出了叶轮外罩与离心叶轮耦合共振的评估方法。结果表明:噪声测试频谱分析所得频率成分包含了转子叶片通过频率和不确定性激励频率,通过有限元分析可以考虑离心叶轮大小叶片与叶轮外罩的耦合共振作用。试验与有限元分析相结合对叶轮外罩进行振动评估的方法可以较全面地考虑可能存在的多种形式的激励频率。     

连体膨胀压缩机叶轮应力及模态分析

连体膨胀压缩机是集成蒸汽轮径流膨胀机、离心压缩机及现代传感控制技术于一体的新型节能环保叶片式机械。本文简要介绍其工作原理，基于ANSYS软件对压缩机叶轮进行了应力与模态分析，仿真结果表明该方法是有效和方便的，对提高产品可靠性和减少设计周期有重要意义。     

一种基于Matlab的离心压缩机叶轮快速成型方法

为了缩短设计周期,实现离心压缩机叶轮的快速成型,以某离心压缩机的参数设计为例,基于Matlab编程实现传统单流道法和保角变换法对离心压缩机叶片进行轴面投影图、三维骨线图的绘制并得到三维骨线坐标。最后将三维数据导入到Pro/E中,生成三维离心叶轮。整个设计过程采用计算机辅助设计,减少了人工误差并提高了设计效率,便捷地做到参数可调与人机操作,设计思路和方法将为叶轮机械快速成型方法的研究提供参考。     

离心压缩机闭式叶轮轴向推力的计算方法研究

采用SA湍流模型对某离心压缩机的三维粘性流场进行了模拟。获得了该离心压缩机叶轮轮盘轮盖外侧的静压分布。采用实验对该离心压缩机叶轮轮盘轮盖外侧的静压分布进行了验证。在此基础上,提出了一种离心压缩机闭式叶轮轴向推力的计算方法。该方法考虑了叶轮种类、叶轮转速、叶轮直径、介质种类等因素对轴向推力的影响。最后,对某离心压缩机的叶轮轴向推力进行试验并和该方法的计算结果进行对比,计算结果和实验结果吻合良好。