离心式氯气压缩机内部流场的数值模拟与实验研究

发布时间：2020-12-29 12:57

　　氯碱工业是我国重要的化工原料行业。其技术水平、生产效率、发展程度与国家经济发展紧密相关。随着我国氯碱行业的快速发展,各种新技术新设备都在不断发展,起初用于氯气输送的主要设备-纳氏泵,由于其效率低下、密封易泄露而造成危害与严重的环境污染等缺点,逐渐被厂家摒弃。如今,离心式压缩机作为压缩、输送氯气的核心部件,其运行稳定性和效率关系到整个氯碱化工业的生产效率和效益。提高离心式压缩机组效率及整个系统的稳定性和安全性,可以大大节约能源,降低成本。目前我国离心式氯气压缩机的效率并未达到先进水平,仍有可以发展提高的空间。本课题的研究目的旨在:在结合实验运行与数值模拟的基础上,通过分析离心式氯气压缩机内部的流场运动,设计出更有效的压缩机组,提高离心式氯气压缩机的效率,以达到节能减耗和安全运行的目的。本项目设计采用二段二级的结构,在级间设置中间冷却器,以达到节约能源的效果。对工质为氯气的离心式压缩机的叶轮、扩压器和蜗壳进行总体气动性能设计,得到设计工况下的压力、速度、温度等性能参数。在叶轮详细设计中,基于叶轮表面速度最优分布,得到了具有叶片安装角最优分布的三元叶轮与相应静部件的设计。为了了解离心式氯气压... 

【文章来源】：上海交通大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

德国KK&K集团VRZ氯气压缩机图

2.4.2 气动设计计算方法据离心压缩机设计计算程序[24][25]，本文采用的设计方法流程如图 2-3 所示。具用的设计计算方法和依据如下：可靠的实际混合气体的性能计算软件。准确的工质物性是压缩机性能设计的。近年来，由于人们对工质物性的认识以及试验水平的提高，对许多气体，特其在临界点附近的物性有了新的了解，使计算的精确性得到保证。本文在实际气体计算中采用（Lee-Kesler）方程。该方程由三参数对比态定律建立，确定气体的压缩性系数 Z 的方程：()()(0)()(0)ZZZZrr=+ ωω（2-2中，Z(0)为简单流体压缩性系数；Z 为所求流体的压缩性系数；Z(r)为参照流体性系数；ω为所求流体偏心因子；ω(r)为参照流体偏心因子，选辛烷，ω(r)=0.39体可参见一般热工物性手册。其中，L-K 方程精度较高，但在临界区附近应慎文中实际混合气体离临界区较远，实测结果表明，其误差小于 3%～5%。

第一级相对速度分布图

【参考文献】：
期刊论文
[1]LYJ-4200氯气透平压缩机性能与结构[J]. 温建新.  氯碱工业. 2007(09)
[2]小型离心式氯气压缩机的结构设计[J]. 王芹,徐大伟.  氯碱工业. 2005(09)
[3]离心叶轮机械内部流动的研究进展[J]. 刘瑞韬,徐忠.  力学进展. 2003(04)
[4]PDA技术在离心压缩机叶轮内部流场测量中的应用[J]. 缪骏,谷传纲,王彤,杨波.  通用机械. 2003(04)
[5]CFD通用软件综述[J]. 姚征,陈康民.  上海理工大学学报. 2002(02)
[6]离心叶轮机械有叶扩压器内部流动的PIV测量[J]. 张莉,陈汉平,王启杰.  机械工程学报. 2002(05)
[7]设计工况下离心压气机内部动静部件耦合非定常流动的数值模拟[J]. 王彤,谷传纲.  机械工程学报. 2001(03)
[8]氯碱企业节能降耗的重点在于技术进步[J]. 沈志良.  中国氯碱. 1997(10)
[9]复杂工艺过程中透平压缩机系统的喘振点计算模型[J]. 戴冀,谷传纲,苗永淼.  工程热物理学报. 1996(S1)
[10]离心式压缩机在氯碱行业的应用[J]. 付野.  中国氯碱. 1995(02)



本文编号：2945679