基于結(jié)構(gòu)適應(yīng)的離心壓縮機(jī)自愈調(diào)控方法研究.pdf

1、離心壓縮機(jī)作為核心設(shè)備廣泛應(yīng)用于石油天然氣、大型煤化工以及深海油氣開采等領(lǐng)域。離心壓縮機(jī)性能的高低直接影響整套裝置經(jīng)濟(jì)效益，安全運(yùn)行以及可靠性。現(xiàn)階段隨著經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，資源消耗、環(huán)境惡化等問題日趨嚴(yán)重。所以如何保持壓縮機(jī)安全穩(wěn)定高效運(yùn)行，提高其設(shè)計、運(yùn)行效率及自愈能力，拓寬工況范圍越來越受到廣泛的關(guān)注。
　　 本文針對以上難點和熱點應(yīng)用數(shù)值分析方法開發(fā)高效精確的分析預(yù)測模型，首先對離心壓縮機(jī)進(jìn)行非定常數(shù)值模擬深入研究了入口導(dǎo)葉與

2、葉輪的非定常相干現(xiàn)象。分析了這種現(xiàn)象對葉輪結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的影響，得出這種現(xiàn)象產(chǎn)生氣流激振力為造成葉輪葉片斷裂故障的主要原因。
　　 其次，探討了葉輪蓋側(cè)曲率及軸向長度對壓縮機(jī)整級性能影響。對四種不同蓋側(cè)曲率葉輪進(jìn)行氣動性能、力學(xué)性能以及振動模態(tài)綜合分析。分析結(jié)果表明，減少葉輪輪蓋側(cè)曲率會使空氣動力學(xué)性能明顯提高同時也會使葉輪機(jī)械性能有所改善，振動固有頻率有所提高，但在得益的同時必須要考慮這種葉輪引起相關(guān)轉(zhuǎn)子動力學(xué)問題。
　　

3、最后，采用CFD技術(shù)研究離心壓縮機(jī)整級性能優(yōu)化設(shè)計方法。應(yīng)用全三維流場分析的方法分析葉輪、擴(kuò)壓器以及回流器葉片參數(shù)變化對壓縮機(jī)性能的影響。在此基礎(chǔ)上，對主要幾何參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計并建立氣動參數(shù)與結(jié)構(gòu)參數(shù)之間的對應(yīng)關(guān)系。研究結(jié)果表明，通過在壓縮機(jī)運(yùn)行過程中調(diào)節(jié)擴(kuò)壓器葉片的角度，可以使壓縮機(jī)的最大效率和工況范圍均得到改善。對于本模型的壓縮機(jī)，效率可提高2％以上。優(yōu)化設(shè)計后壓縮機(jī)整級氣動性能得到明顯改善。本文的研究成果可為提高壓縮機(jī)的設(shè)計效率