基于Matlab/Simulink的往复式压缩机工作过程模拟及实验研究

发布时间：2023-05-14 01:21

　　往复式压缩机因其优越的性能,在工业部门中应用广泛,消耗的能源也非常巨大。压缩机在工作过程中,产生能量损失是不可避免的,所以利用仿真和实验手段研究压缩机内部热力过程,对节约能源、优化性能具有重要意义。针对往复式压缩机工作过程,分阶段建立微分方程。利用动态仿真工具Matlab/Simulink进行建模,模型具有很好的可视性和交互性。利用压缩机性能试验台对性能参数进行检测,将实验结果与仿真结果对比,两者结果吻合度较高,验证了模型正确性。对比实验与仿真得到的结果,得到进排气过程中的功率损失约占指示功率的10%。随着压比的增加,压缩机的容积效率和绝热效率都呈现下降趋势,当压比从2.5上升至3.75时,容积效率由0.83下降至0.72,绝热效率从0.73下降到0.66。创新性地研究了余隙容积及排气压力对膨胀过程的影响,得到余隙容积和排气压力变化时,气体膨胀体积的变化规律。研究结果可以为提高压缩机的运行经济性提供参考,为通过改变余隙容积以优化结构设计的方法提供理论依据。

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
        1.1.1 课题研究背景
        1.1.2 往复压缩机课题研究意义
    1.2 仿真技术概述
        1.2.1 仿真技术概念及特点
        1.2.2 仿真建模方法
        1.2.3 仿真算法
        1.2.4 仿真技术在压缩机研究中的应用
    1.3 往复式压缩机研究现状与发展方向
        1.3.1 国内外研究现状
        1.3.2 往复式压缩机发展方向
    1.4 课题研究对象
    1.5 本文主要工作
第2章 往复式压缩机工作原理及其模型建立
    2.1 往复式压缩机工作原理和基本假设
        2.1.1 往复式压缩机工作原理
        2.1.2 模型建立基本假设
    2.2 往复式压缩机热力过程微分方程建立
        2.2.1 基本微分方程
        2.2.2 膨胀阶段方程
        2.2.3 气阀运动方程
        2.2.4 吸气阶段方程
        2.2.5 压缩阶段方程
        2.2.6 排气阶段方程
    2.3 本章小结
第3章 基于Simulink的往复式压缩机热力过程仿真
    3.1 Simulink交互集成仿真环境
        3.1.1 Simulink仿真环境
        3.1.2 Simulink建模基本结构
        3.1.3 仿真参数设置
        3.1.4 子系统的创建(Subsystem)及封装(Masking)
    3.2 Simulink压缩机仿真系统方案设计
        3.2.1 方案设计
    3.3 Simulink往复式压缩机仿真系统构成
        3.3.1 往复式压缩机整体仿真模型
        3.3.2 往复式压缩机整体仿真模型构成
        3.3.3 确定模型求解器及边界条件
    3.4 本章小结
第4章 往复式压缩机热力过程实验
    4.1 实验原理
    4.2 试验平台介绍
        4.2.1 实验装置
        4.2.2 数据采集系统
        4.2.3 测试软件
    4.3 实验方案
    4.4 本章小结
第5章 Simulink仿真模型的验证与结果分析
    5.1 压缩机实验结果与仿真结果对比分析
        5.1.1 压缩机实际p-V图与模拟p-V图对比
        5.1.2 实验结果与仿真结果对比
    5.2 压缩机内部热力过程分析
        5.2.1 压缩机效率随压比的变化分析
        5.2.2 阀片运动损失随压比的变化分析
        5.2.3 压缩机排气压力与阀片位移的对比分析
    5.3 膨胀过程影响因素分析
        5.3.1 余隙容积对膨胀体积影响的分析
        5.3.2 排气压力对膨胀体积影响的分析
    5.4 本章小结
第6章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表论文



本文编号：3816904