往复式压缩机进气阀优化设计方法研究

目前压缩机气阀的设计大多数是按照已有设备进行经验设计,定量设计研究比较少。本文结合使用CFD软件模拟的方法对压缩机气阀弹簧刚度进行优化设计。文中首先对压缩机的吸气过程进行了三维的瞬态模拟,其中阀片运动规律由编写的UDF函数定义,最终得出气缸内部的流体状态以及气阀的运动规律,结果更加实际准确。在此基础上对一组弹簧刚度进行模拟,得出气阀运动规律与弹簧刚度的关系,在兼顾压缩机的寿命与效率的情况下,得出最优的弹簧刚度。这对于压缩机气阀的设计等具有指导性的意义。     

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。     

压缩机网状阀悬臂式弹簧的计算

建立压缩机网状阀悬臂式弹簧物理模型,分析悬臂式弹簧刚度特性、运动等效质量及应力。通过分析网状阀工作过程可知,当悬臂式弹簧变形大于其临界变形时,刚度特性由线性变为非线性,线性区与非线性区的刚度需分别计算。运用瑞利法分析悬臂式弹簧的运动等效质量,用于模拟气阀运动规律。运用第三强度理论对悬臂式弹簧所受应力进行分析,用于指导其可靠性设计。     

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...     

工质替代对压缩机环状阀的主要影响因素研究

对制冷压缩机的气阀采用不同工质时的运动规律进行了研究。研究结果表明 ,气体密度的差异是导致气阀运动规律变化的主要因素。同样工况下 ,高密度气体需要匹配较大的弹簧力。更换工质后 ,可以通过调整气阀的刚度、升程以及弹簧的预压缩量来改善气阀的运动规律     

应用动网格对阀片运动规律的瞬态数值模拟

影响压缩机阀片运动的因素较多,阀片的运动在这些因素的作用下变得非常复杂。从数值模拟的角度对阀片的运动规律进行瞬态模拟,可使阀片的运动过程更直观。在数值模拟的过程中,主要讨论了弹簧弹性系数、工质密度和阀片质量对阀片运动规律的影响,并得出相关结论。该方法对气阀的设计有一定的借鉴意义。     

往复压缩机网状阀阀片运动规律及应力分析

气阀作为往复压缩机的关键部件,其故障率一直以来都排在首位,阀片运动规律的优劣直接影响气阀的使用寿命,故研究阀片的运动特性就显得特别重要。根据网状进气阀的结构建立了数学模型和实体模型,采用MATLAB和ANSYS/LS-DYNA软件对阀片动作过程进行了模拟,又用传感器对网状阀的阀片位移进行了实际测量。通过对仿真与试验结果的分析比对,得出了阀片在不同气阀弹簧刚度及不同转速下的动作响应特性,并分析出了振颤应力与撞击应力对阀片寿命的影响。     

气阀弹簧的优化设计

一、前 言 气阀对于活塞式压缩机的重要作用是众所周知的。它的性能对压缩机的工作可靠性、经济性都有很大影响。获得气阀的长寿命和高效率是设计人员孜孜以求的目标。近年来,随着对气阀运动规律的研究和认识,使气阀设计工作有了可靠的理论基础。当然,讨论气阀的寿命问题,也决离不开其运动零件阀片和阀弹簧的寿命问题。气阀弹簧除应满足气阀运动规律对     

制冷压缩机气阀弹簧刚度的合理选择

本文从制冷压缩机实际运行的特点出发,对气阀在不同工质和不同工作压力下弹簧刚度的合理选择作了模拟计算和实验。结果表明:为了使制冷压缩机在运行中具有较高的经济性,吸气阀弹簧刚度应随蒸发温度的不同而选用不同的数值,排气阀弹簧刚度亦应随冷凝温度的不同而选用不同的数值。同时,随着使用工质的不同,气阀弹簧刚度也应该不同。具体分析了2F 10制冷压缩机的气阀,得出了不同工质和不同温度时合理的弹簧刚度及其计算公式。     

往复压缩机网状阀瞬态运动模拟与应力分析

往复压缩机气阀是整个机体中故障率最高的部件。针对网状阀的结构和运动特点建立了阀片运动规律数学模型,利用Matlab和Ansys软件对阀片瞬态运动规律及动应力分布进行仿真研究,讨论了气阀弹簧刚度及阀片过渡圆弧弧度对气阀阀片动应力分布的影响。研究结果表明:阀片运动过程中的变形应力大于撞击产生的冲击应力;两段铣薄的弹性臂弹性变形最大,该区域产生最大等效应力;改变弹簧刚度和过渡圆弧弧度可以有效地降低应力值,延长阀片寿命。分析结果对进行气阀优化设计、提高网状阀寿命有重要理论意义。     

变刚度弹簧往复泵锥阀及其动态特性仿真

设计了变刚度弹簧往复泵自动锥阀,弹簧刚度是阀盘升程的函数。在阿道尔夫泵阀运动微分方程的基础上,考虑流体可压缩性对泵筒内流体连续流条件的影响,建立了变刚度弹簧往复泵自动锥阀阀盘运动规律的微分方程。以弹簧刚度是阀盘升程的线性函数为例,分析了变刚度弹簧往复泵锥阀阀盘的动力特性。仿真结果显示：弹簧刚度随升程的变化规律对阀盘的动力特性具有显著影响;在阀盘最大升程一定的条件下,与定刚度弹簧阀盘的动力特性相比,减函数变刚度弹簧阀盘的落座速度与滞后高度有所下降,有利于提高往复泵的容积效率,提高阀盘与阀座的疲劳寿命。     

带自弹缓冲片压缩机网状阀研究及应用

提出一种新型结构带自弹缓冲片压缩机网状阀，这种气阀缓冲片中心无弹性臂，自身设计成为一弹性体，因而缓冲片工作过程应力小，自身刚性系数大，缓冲片弹簧力大，气阔的可靠性较高。运用有限元法计算自弹缓冲片刚性系数、工作过程应力及等效运动质量，并建立相应的气阀工作过程数学模型。带自弹缓冲片压缩机网状阀应用于一系列大、中型压缩机气阀设计或改造，效果良好。     

Dynamic Modeling of Floating Valve Plate Motion in an Axial Piston Pump

The objectives of this study were to analytically and experimentally investigate the motion of the floating valve plate in an axial piston pump under various operating conditions. To achieve the objectives of the analytical investigation, the equations of motion for the valve plate were coupled with a time-dependent lubrication model. The balance pistons that support the floating valve plate were represented by equivalent spring and dashpot systems. The system of equations was then solved using the Runge-Kutta and the control volume finite difference methods to determine the pressure, film thickness, and motion of the valve plate for various operating conditions. To achieve the experimental objectives, a previously developed axial piston pump test rig was instrumented with proximity probes to measure the motion of the valve plate. The stiffness and damping of the balance pistons supporting the floating valve plate were determined using the impact and frequency response methods. Using the experimentally determined stiffness and damping coefficients in the coupled dynamic lubrication model, the analytical and experimental results of the valve plate motions were compared. The model was then used to conduct a parametric study to determine the overall system stiffness and damping coefficients during pump operation. Using the stiffness and damping coefficients from the parametric study in the dynamic lubrication model, the pressure, film thickness, and motion of the valve plate were calculated for various operating conditions. The experimental and analytical displacements of the valve plate were then corroborated and found to be in good agreement.     

基于数值仿真的往复式压缩机进气阀参数研究

应用计算流体动力学方法(CFD)对往复式压缩机进气阀的工作过程进行内流场的瞬态数值模拟,确定了膨胀、进气过程中温度场、压力场、速度场等物理场的分布,研究了曲轴转速、弹簧刚度对进气阀工作特性的影响。计算结果表明:进气阀工作过程的仿真必须对膨胀和进气过程进行连续动态模拟以确定工作特性;对于一定结构的进气阀,当弹簧刚度由455N/m增大到8000N/m时,压缩机进气量从11.3×10-3m3降至8.8×10-3m3,因为泄漏,在刚度为2000N/m时具有最大实际吸入量11.2×10-3m3;当曲轴转速由300r/min提高到2000r/min时,实际吸入量由11.6×10-3m3降至8.6×10-3m3;从避免阀片颤振、降低瞬时流量波动、限制关闭滞后角和泄漏量以及提高实际吸入气量等方面综合考虑,较合理的弹簧刚度在2000N/m左右,大于原设计的455N/m。通过对进气阀的数值模拟,为优化弹簧刚度、进一步分析变转速下气阀的工作性能提供了依据。     

往复压缩机气阀弹簧的优化设计

以环状阀中广泛应用的圆柱形压簧为例，在同时考虑其体积、重量和高度的基础上建立气阀弹簧的优化设计模型，并利用有限元软件ANSYS7．0进行了实例优化求解。     

基于非线性复杂测度的往复压缩机故障诊断

往复压缩机以多源非线性冲击振动信号为主,应用传统方法难以从振动信号中提取故障特征,为此提出一种基于非线性复杂测度的往复压缩机故障诊断方法。以气阀正常、阀片有缺口、阀片断裂及弹簧损坏4种状态下往复压缩机气阀振动信号为分析数据,在小波阈值降噪处理的基础上,采用均值符号化方法计算信号的归一化Lempel-Ziv复杂度(Lempel-Zivcomplexity,LZC)指标,分别给出各状态相应的LZC特征区间,利用BP人工神经网络对各状态信号的有效值特征、功率谱能量特征及LZC特征分别进行训练和测试,结果表明LZC更能准确区分不同状态的往复压缩机气阀故障,为往复压缩机故障诊断和维修决策提供了一种有效方法。     

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。