往复压缩机气流脉动仿真分析及大型输气站离心压缩机运行培训系统开发

发布时间：2017-04-06 09:09

  本文关键词：往复压缩机气流脉动仿真分析及大型输气站离心压缩机运行培训系统开发，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：论文分为往复压缩机气流脉动仿真分析和大型输气站离心压缩机培训系统开发两部分。往复压缩机是用于压缩、驱动工艺气体的重要设备,被广泛使用于石油、化工、能源等流程工业中。由于往复压缩机结构复杂,其间歇性吸、排气的工作特点使得管路内形成呈周期性变化的气流脉动,成为激发管网振动的主要原因,造成了往复压缩机组事故频发,严重影响了企业的正常生产。第一篇往复压缩机气流脉动仿真分析,通过对气流脉动传递机理进行理论分析,以平面波动理论为基础,建立了管路中常见的管件单元异径管与三通的气流脉动传递矩阵。并通过CFX流体动力学仿真计算,研究了包含异径管和三通两类常用管件的管路在不同条件下对气流脉动的影响规律,总结出简易的经验曲线图,为往复压缩机组管路设计以及对复杂管网内的气流脉动抑制提供了理论支撑。同时,结合改造案例,将论文中总结的相关规律应用到生产实际中。第二篇大型输气站离心压缩机运行培训系统开发,针对西气东输工程中长输天然气管线上的某一大型输气站,为提高站场员工培训效率,加强培训效果,开发一套运行培训系统。西气东输工程是我国的能源大动脉,沿途拥有多个大型输气站,站内的设备以离心压缩机组为核心,专业性强、技术含量高,机组维保难度较大,传统的员工培训方法效果并不理想。本部分针对站场进行实地调研,了解企业员工切实所需。仔细研究站场的相关图纸,掌握各系统工艺流程与主要设备结构原理,并运用三维工厂设计软件完成对整个站场的三维建模。这套仿真培训系统直观反映了该大型输气站的实际情况,为站场的智能管理奠定基础。本文第一篇通过流体动力学仿真分析方法研究了包含常用管件管路内气流脉动传递机理,研究成果为生产实际中的气流脉动控制及管路的优化提供了思路。第二篇运用三维工厂设计软件完成了某大型输气站运行培训系统的开发,为企业高效的培训管理提供助力。
【关键词】：往复压缩机 气流脉动 管道 CFX 仿真 输气站 培训
【学位授予单位】：北京化工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH45
【目录】：

• 学位论文数据集3-4
• 摘要4-6
• ABSTRACT6-18
• 第一篇 往复压缩机气流脉动仿真分析18-82
• 第一章 绪论18-22
• 1.1 研究背景及意义18-19
• 1.2 国内外研究现状及发展趋势19-20
• 1.3 本课题来源及主要研究内容20-22
• 第二章 管路系统中气流脉动机理分析22-34
• 2.1 气流脉动概述22-23
• 2.2 平面波动理论23-26
• 2.2.1 无阻尼下的平面波动方程24-25
• 2.2.2 线性阻尼下的平面波动方程25-26
• 2.3 气流脉动的计算26-32
• 2.3.1 简单管路的气流脉动传递矩阵26-28
• 2.3.2 复杂管路的气流脉动传递矩阵28-32
• 2.4 压力脉动分析32-33
• 2.4.1 压力不均匀度32
• 2.4.2 压力脉动许用标准32-33
• 2.5 本章小结33-34
• 第三章 基于CFX的流体动力学仿真理论基础34-42
• 3.1 流体力学基础34-36
• 3.1.1 质量守恒方程34
• 3.1.2 动量守恒方程34-35
• 3.1.3 能量守恒方程35-36
• 3.2 计算流体力学CFD的发展36-37
• 3.3 基于CFX软件的流体动力学仿真37-41
• 3.3.1 创建几何模型37-38
• 3.3.2 网格划分38
• 3.3.3 流体模型的选择38-39
• 3.3.4 稳态及非稳态计算39
• 3.3.5 边界条件与初始条件的设定39-41
• 3.4 本章小结41-42
• 第四章 异径管对管路内气流脉动的影响42-52
• 4.1 包含异径管的气流脉动传递矩阵42-44
• 4.2 异径管管径比对气流脉动影响的仿真计算44-48
• 4.2.1 计算域44-45
• 4.2.2 前处理设置45-46
• 4.2.3 仿真计算结果分析46-48
• 4.3 异径管入口流量对气流脉动影响的仿真计算48-50
• 4.3.1 计算域48
• 4.3.2 前处理设置48-49
• 4.3.3 仿真结果分析49-50
• 4.4 本章小结50-52
• 第五章 三通对管路内气流脉动的影响52-74
• 5.1 包含三通的气流脉动传递矩阵52-54
• 5.2 T型三通对气流脉动影响的仿真计算54-66
• 5.2.1 计算域54-56
• 5.2.2 前处理设置56-57
• 5.2.3 仿真结果分析57-66
• 5.3 斜向三通对气流脉动影响的仿真计算66-72
• 5.3.1 计算域66-67
• 5.3.2 前处理设置67-68
• 5.3.3 仿真结果分析68-72
• 5.4 本章小结72-74
• 第六章 气流脉动仿真分析在工程中的应用案例74-80
• 6.1 工程背景74-77
• 6.2 关键部位管件单元的改造77-79
• 6.3 本章小结79-80
• 第七章 总结与展望80-82
• 7.1 本文总结80-81
• 7.2 未来展望81-82
• 第二篇 大型输气站离心压缩机运行培训系统开发82-114
• 第一章 绪论82-86
• 1.1 研究背景及意义82
• 1.2 国内外研究现状82-84
• 1.3 课题来源及主要研究内容84-86
• 第二章 培训系统开发的前期调研与准备86-92
• 2.1 大型输气站场概况86-87
• 2.2 培训系统功能简介87-88
• 2.3 前期调研与资料准备88-92
• 第三章 大型输气站运行培训系统的设计开发92-98
• 3.1 所用仿真软件简介92
• 3.2 输气站三维培训系统建模92-96
• 3.3 本章小结96-98
• 第四章 大型输气站运行培训系统结构与原理分析98-112
• 4.1 概述98-99
• 4.2 工艺流程讲解99-110
• 4.2.1 工艺流程总体讲解99
• 4.2.2 过滤工艺99-102
• 4.2.3 压缩工艺102-103
• 4.2.4 冷却工艺103-104
• 4.2.5 清管工艺104-106
• 4.2.6 放空火炬系统106
• 4.2.7 电力系统106-107
• 4.2.8 辅助系统工艺107-110
• 4.3 本章小结110-112
• 第五章 总结与展望112-114
• 参考文献114-120
• 致谢120-122
• 研究成果及发表的学术论文122-124
• 作者和导师简介124-126
• 硕士研究生学位论文答辩委员会决议书126-127

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 卢涛;高凯;;支管结构对T型管内流体混合过程热波动影响[J];热科学与技术;2015年05期

2 郭爱东;朱洁;苏欣平;陈锦耀;;基于Fluent的某型液力变矩器泵轮流场分析[J];起重运输机械;2014年08期

3 陈瑞成;;压气站空冷器选型分析[J];甘肃科技;2014年07期

4 蒲丽珠;陈利琼;杨文川;;天然气管道放空设置方式探讨[J];天然气与石油;2014年01期

5 严刚;;建设九江石化特色智能工厂[J];中国科技信息;2014年01期

6 白文杰;李涌泉;谢旭梦;段权;;孔板消减气流脉动的数值模拟[J];应用力学学报;2013年06期

7 于洋;;空冷器工艺探讨[J];科技创新与应用;2013年09期

8 张少辉;;三维设计现状及发展趋势[J];聚酯工业;2013年02期

9 韩文龙;韩省亮;白长青;;往复式压缩机管道系统气流脉动的数值与实验研究[J];西安交通大学学报;2013年05期

10 武飞;;液化天然气厂管道振动原因分析及对策[J];化工装备技术;2013年01期

  本文关键词：往复压缩机气流脉动仿真分析及大型输气站离心压缩机运行培训系统开发，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：288614