大型透平膨胀机气体轴承设计

空分装置中的透平膨胀机,是一种高速机械,目前这种机器上的轴承均采用油润滑。为避免润骨油对工质的污染,提高膨胀效率,更新传统的油轴承是有意义的。为此,我们研究了国产6000m~3/h制氧装置中透平膨胀机的轴承系统,肯定了在这种机械上应用气体轴承的可行性。     

气体轴承透平膨胀机安装与应用

<正> 1.气体轴承透平膨胀机的工作原理气体轴承用气体作润滑剂,在轴与轴承之间构成气膜,使活动面与静止面避免直接地接触,这就是气体轴承的原理。用压缩空气在膨胀机内绝热膨胀直接产生冷量获得低温,并使空气在空分塔中节流液化,同时补偿空分设备中的各种冷量损失,透平膨胀机     

低温氦透平膨胀机静压气体径向轴承的改进设计

针对超导托卡马克(Experimental advanced superconducting Tokamak, EAST)氦制冷机中的低温氦透平膨胀机运行不稳定性问题,从雷诺方程出发,推导出可以一次性计算得到静压气体轴承4个性能参数的计算程序:承载能力、刚度系数、气体消耗量和摩擦功耗.做出承载能力和气体消耗量随小孔直径和随半径间隙的变化曲线.在现有条件下提出改进氦透平膨胀机的设计方法,试验结果表明,此方法能有效改善氦透平膨胀机的稳定性,该研究成果是下一步整体改进EAST低温氦透平膨胀机重要理论的前提.     

透平膨胀机气体静压轴承的修复

介绍了PLN－6／4－0．25型透平膨胀机气体静压轴承在生产运行中常见的故障，在作业现场采取了合理的修复措施和切实可行的修复方法，消除了故障的根源，大大减少了停机次数，保证了生产正常运行。     

透平膨胀机气体轴承的数值模拟

应用ANSYS有限元软件对透平膨胀机的核心部件——气体轴承进行模态分析和谐响应分析,求解转子的振型、应力分布、固有频率和失稳转速。并对不同轴承半径间隙时的转子动力学分析,根据失稳转速的变化规律,得出所设计的双排径向静压气体轴承的最佳轴承半径间隙:Cr=0.02 mm。     

油气混合氦透平膨胀机在EAST低温系统中应用现状研究

介绍用于EAST(Experimental Advanced SuperconductingTokamak)低温系统中特殊结构的氦透平膨胀机,并且指出在当前降温过程中氦透平膨胀机不稳定性问题。分析2种降温模式(使用透平D和不使用透平D)对制冷机性能的影响,结果表明不使用透平D将会大大降低制冷机的性能。在现有条件下提出对静压气体轴承的改进设计,试验结果表明此方法能有效改善氦透平膨胀机的稳定性。     

气体轴承透平膨胀机故障分析与处理

气体轴承透平膨胀机的故障诊断和处理,对保证整个制冷系统安全运行有重要影响。分析气体轴承透平膨胀机的结构组成对故障诊断意义重大。通过静平衡和动平衡试验消除由于转子不平衡引起的卡机故障。对转子超载引起的卡机故障应规范操作,保证启动和运转时不超速。分析了轴承所受的径向载荷和频繁启停及闪停电引起的影响气体轴承稳定性的问题,指出了供气压力、径向半径间隙及转子的平衡性间的关系。通过调整机壳与工作轮叶片的间隙避免内泄漏的增大。采取调整工作轮后部的密封间隙和充足的密封气量等措施减少外泄漏的发生。分析了液击故障产生的原因,提出处理方法。对管路堵塞、轴承气不洁净引起的运行故障作了分析处理。提出通过严格动静平衡试验、正确组装、规范操作以及经常维护等方法来保证气体轴承透平膨胀机的安全稳定运行。     

透平膨胀机气体静压轴承的修复

介绍了PLN-6/4-0.25型透平膨胀机气体静压轴承在生产运行中常见的故障,在作业现场采取了合理的修复措施和切实可行的修复方法,消除了故障的根源,大大减少了停机次数,保证了生产正常运行。     

透平膨胀机的失效分析

根据透平式膨胀机气体轴承的工作原理,针对空分装置透平膨胀机组在实际运行中的振动和轴承烧损情况进行分析,提出故障的处理方法和改进措施。     

电磁轴承在透平膨胀机中的应用研究进展

电磁轴承是目前发展迅速的新一代支承部件 ,在国外已有许多应用实例 ,透平机械是其主要应用领域之一。介绍此项技术的主要特点及在国内透平机械应用领域中的研究进展情况 ,结合我们的获得的试验结果 ,分析讨论试验过程中出现的部分现象及产生的主要原因     

气体轴承特性模拟及实验验证

针对某30 kW微型燃气轮机用静压气体轴承,开展轴承刚度、承载力及轴系临界转速特征的数值与实验研究。通过离散化可压缩雷诺方程,采用数值迭代方法,获取轴承内气膜压力分布和气膜刚度特性;采用有限元方法,研究转子-轴承系统的模态特性与临界转速;在气体轴承支撑的微型燃气轮机试验台上,采用时域振动信号和不平衡响应曲线等振动测试分析方法,获取轴系的气膜临界转速特性。研究结果表明:研究的该静压气体轴承,其转速在30 000 r/min内动压效应相对于静压效应可以忽略;轴承气膜刚度随着偏心率增大而增大,但当偏心率超过0. 8时,由于出现"静态不稳定区域"导致气膜刚度下降。数值模拟和实验都证实了转子在6 000 r/min和9 000 r/min附近出现了由气膜刚度引起的锥动临界特征。     

蜂窝型干气密封在烟气轮机中的应用

介绍了烟气轮机的总体结构以及密封装置的结构,对密封装置的优点和控制系统做了阐述,给出了使用效果.     

涡轮式膨胀机正交设计及特性分析

以某涡轮式膨胀机为研究对象,开展影响其性能设计参数的研究.以输出功率、旋转扭矩为性能目标,采用正交设计方法,设计了16组方案,基于Fluent研究了转速等设计参数对涡轮式膨胀机输出性能、内部流场的影响,并借助SPSS(Statistical Product and Service Solutions)对仿真结果进行极差...     

氦气介质干气密封热-流固耦合建模及性能分析

以氦气介质螺旋槽干气密封为研究对象,考虑密封环温度分布、变形与气体性质、膜厚、生热等因素之间的相互作用关系,将流体域和固体域方程耦合,根据密封结构特征设置力、热边界条件,建立用于干气密封性能分析的热-流固耦合计算模型。基于该模型对氦气干气密封进行热-流固耦合分析,探讨不同转速及槽深对密封性能及其他参数的影响规律。结果表明:在研究的参数范围内密封环存在明显的热变形与力变形,会造成间隙形状的明显变化,从而强烈影响密封的泄漏等性能;工况参数和几何参数变化同时影响流场、传热和变形特征,通过各物理场的耦合作用影响密封的性能。建立的该多物理场耦合模型可用于氦气及其他气体介质干气密封的性能预测和辅助结构设计。     

可倾瓦径向气体轴承的静动特性的理论研究

运用小扰动法和线性PH的思想,采用有限差分亚松弛的数值方法求解了可倾瓦径向动压气体轴承单块瓦的静、动特性方程。通过比较,得出一系列静特性参数和16个动特性参数,并讨论了影响静、动特性参数变化的因素。计算数据表明,轴承数和轴颈偏心率对轴承静态和动态特性的影响较大,并且瓦片参数取值推荐为L/D=1.0,α/β=0.65。     

径向动压气体轴承承载能力的CFD分析

为改进计算精度和提高计算效率,采用CFD软件Fluent对径向动压气体轴承承载能力进行分析.使用软件Solidworks建立径向动压气体轴承三维物理建模;从可压缩流体润滑方程及连续性方程出发,得到等温条件下动压润滑雷诺方程的基本形式,运用有限差分法计算径向动压轴承的压力分布及承载力等特性;采用Fluent进行有限元仿真...     

气体涡轮流量计中动压气体轴承的研究

气体涡轮流量计主轴承大多采用油润滑的滑动轴承或滚动轴承,存在较大的局限性。采用螺旋槽气体轴承,设计了一种气体涡轮流量计。按最大稳定性的原则,利用MATLAB软件,系统地分析了在气体涡轮流量计中动压气体轴承的结构形式对其载荷及稳定性的影响,得到了气体涡轮流量计中动压气体轴承的可行工作范围。     

三瓣式气体箔片径向轴承的静动态特性

针对一种新型三瓣式气体箔片轴承,考虑接触界面库仑摩擦后提出了相应的刚度计算模型,并通过求解动压气体润滑Reynolds方程,计算并分析了轴承的静态特性和动态特性。研究了转速、载荷、轴承预载和轴承安装角对该轴承静动态特性的影响。静态特性方面,轴承预载可以较大程度地提高承载能力,且高转速下承载能力更强;安装角度对承载能力的影响呈正/余弦规律变化,且随着转速增大,最大承载能力所对应的安装角不断减小,并最终稳定在70°。动态方面,轴承动态直接刚度随预载增大而显著增大,阻尼变化较小;轴承动态刚度和阻尼随安装角的变化也表现为正/余弦规律,且随安装角的增大,两直接刚度和两直接阻尼分别呈异步变化趋势。     

真空环境下小孔节流式静压气体轴承流场特性与轴承性能分析

以真空环境下具有排气系统的圆盘形简单孔式节流静压气体轴承为研究对象,忽略过渡流,将流场分成黏性流和分子流区域,利用基本流动方程,推导出黏性流转变为分子流的临界半径,计算转变位置处的临界压力,纠正了前人在相关研究中部分计算式推导和分析结果错误。在此基础上,研究了临界半径和临界压力之间的相互制约关系,气流通道、气腔压力、气腔大小等对临界半径和临界压力的影响,润滑气体分子直径、质量和温度对特征压力影响和对气腔压力的约束,给出了提高轴承性能需着重考虑的因素,为真空下静压气体轴承的性能计算和设计参数优化提供了参考。