基于缓冲罐的横流式穿孔管气流脉动削减研究

发布时间：2020-07-24 06:00

【摘要】：往复式压缩机是一种通用气体加压装置,广泛用于石油、化工冶金等行业。往复式压缩机周期性的间歇式吸排气,会产生一定的气流脉动,会引起管道振动,严重影响人身安全和财产安全。为了削减气流脉动产生的不利影响,近些年,国内外学者对压缩机内的气流脉动研究,多基于平面波动理论、一维非定常理论等,往往计算结果和精度较差。基于此,本文主要采用基于有限容积理论的CFD方法,进行联合建模仿真,计算精度相对较高且节约人力和物力。本文主要研究成果如下:(1)采用CFD方法模拟分析了缓冲罐进出口端直管布置方式、缓冲罐长径比和直管内伸三种形式的模型,并与实验数据进行比对,得出结论:最佳的管道布置方式为进出口直管与筒体两端底圆相连通,此时压力不均匀度最小,压力不均匀度相对减小22%;缓冲罐两端直管最佳内伸长度是长内伸模型,压力不均匀度相对减少了12.63%;最佳的缓冲罐长径比模型为2:1模型,压力不均匀度相对减少了0.13%。(2)采用数值模拟与实验相结合的方法研究了孔板穿孔管的结构尺寸对于压力损失的影响,并验证了数值模拟的正确性,同时推导出孔板穿孔管对于气流脉动削减具有提升效果,得出结论:随着通孔率的增加,压力损失逐渐减小,当通孔率从20%增加到25%时,压力损失相对减少了66.62%;随着孔径从2mm增加到12mm时,压力损失相对增加9%,孔径对压力损失影响较小;随着管径的增加,压力损失逐渐减小,当管径从30mm增加到40mm时,压力损失相对减少了47.59%,而当管径大于40mm继续增加时,压力损失保持在8.5kPa以内减小幅度并不大。(3)针对基于缓冲罐的横流式穿孔管结构尺寸研究,结果表明:孔径的改变对于压力不均匀度改变效果甚微,压力不均匀度相对减小量在1.7%以内;通孔率的改变对于压力不均匀度改变效果显著,压力不均匀度随着通孔率从25%增加到50%时,最大可达到37%;随着管径的增加,压力不均匀度会逐渐减小,当管径小于100mm逐渐增大时,压力不均匀度相对减小量最高可达52%,而管径大于100mm时,压力不均匀度保持在8%以内。
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TH45
【图文】：

往复式压缩机工作结构示意图

直管气流速度分析

直管气体受力分析

【参考文献】

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本文编号：2768424