干气密封仿真系统开发及管路系统流体动力学实验台建立及实验研究

发布时间：2017-07-18 16:10

  本文关键词：干气密封仿真系统开发及管路系统流体动力学实验台建立及实验研究

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【摘要】：论文由干气密封仿真系统开发和管网系统气流脉动实验两部分组成。近几年随着科学技术水平的不断发展,离心压缩机因具有性能稳定、安全性较高等优点,在石油化工等重要国民经济领域承担着不可替代的作用,压缩机的运行管理和维护更是占据了企业员工日常工作的大部分内容。然而,企业员工流动性大,新员工岗前培训不充分,企业技术型人才流失等诸多问题,都为企业的安全生产埋下了较为严重的隐患。经过现场调研和实地勘察后,系统开发人员选用当下主流的仿真培训手法,以企业压缩机系统为原型,以工艺流程为主线,结合干气密封的运行机理,辅助系统的结构功能和工艺设备的维护保养等多方面信息,利用三维建模,流体模拟和多媒体教学等手段,开发了一套用以提高企业一线技术人员相关职业技能的大型仿真培训系统。系统旨在通过仿真培训手段,在有效整合大量干气密封系统相关培训资料的基础上,使员工细致解压缩机干气密封系统整套工艺流程和相关操作,为企业的安全平稳生产提供保障。第二部分以往复压缩机及管网系统中气流脉动传递特性为研究对象,对压缩机复杂管网系统的消振措施进行研究。往复压缩机作为炼油、化工等行业中的重要能量转换装备,其安全、可靠的性能受到整个行业的广泛认可,但由于其自身结构的特殊性,所引起的管网系统内部工艺气体的气流脉动一直是现今企业中普遍存在的重点问题。以往针对管网机械振动和管网内部气流脉动机理的研究中,由于实验条件和相关因素的制约,多停留在理论分析和模拟仿真阶段,与其相关的测试实验是亟待补充和完善的。对此,论文针对压缩机管网系统中不同管路元件,依托一台无油润滑空气压缩机搭建了往复压缩机管路系统流体动力学实验台,完成了对复杂管网系统内部气流脉动传递特性分析及压缩机管网系统减振机理研究的相关阶段性测试实验。通过实验,研究了压缩机管网系统内部气流脉动的传递规律,为现场工程中往复压缩机管网系统的高效减振提供更加完备的理论依据。
【关键词】：干气密封 仿真培训 压缩机 气流脉动 实验台 管道减振
【学位授予单位】：北京化工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH45;TP391.9
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-17
• 符号说明17-18
• 第一篇 离心压缩机干气密封运行机理及教学仿真系统开发18-72
• 第一章 绪论18-20
• 1.1 研究背景及意义18-19
• 1.2 本课题来源及主要研究内容19-20
• 第二章 企业大型离心压缩机干气密封系统概述20-60
• 2.1 干气密封的结构部分20-35
• 2.1.1 干气密封概述20-34
• 2.1.2 材料的选择34-35
• 2.2 干气密封辅助系统部分35-45
• 2.2.1 主密封系统39-43
• 2.2.2 次级密封系统43-45
• 2.3 干气密封系统主要附属设备简介45-53
• 2.3.1 调压设备45-47
• 2.3.2 过滤设备47-51
• 2.3.3 加热设备51-53
• 2.4 干气密封系统的相关操作及维护53-58
• 2.4.1 干气密封系统控制界面53-56
• 2.4.2 压缩机启停机时干气密封系统相关操作56-57
• 2.4.3 压缩机巡检时干气密封系统相关操作57
• 2.4.4 压缩机二级保养干气密封系统相关作业规程57
• 2.4.5 压缩机三级保养干气密封系统相关作业规程57-58
• 2.5 本章小结58-60
• 第三章 干气密封仿真系统设计开发60-70
• 3.1 系统设计60-63
• 3.1.1 功能实现60-61
• 3.1.2 开发工具61-63
• 3.2 系统开发63-67
• 3.2.1 内部结构模块64
• 3.2.2 流体动画模块64-66
• 3.2.3 操作控制模块66-67
• 3.3 系统优化67-69
• 3.4 本章小结69-70
• 第四章 总结与展望70-72
• 第二篇 往复压缩机管路系统流体动力学实验台建立及实验研究72-134
• 第一章 绪论72-76
• 1.1 研究背景及意义72-73
• 1.2 本课题来源及主要研究内容73-74
• 1.3 本课题来源及主要研究内容74-76
• 第二章 往复压缩机气流脉动传递机制的理论分析76-94
• 2.1 气流脉动机理研究76-80
• 2.2 气流脉动引发的管路振动分析80-82
• 2.3 管件单元中气流脉动传递特性82-84
• 2.4 压缩机管汇各组成单元脉动数学模型的建立84-93
• 2.4.1 直管单元气流脉动数学模型84-86
• 2.4.2 双变径管单元气流脉动数学模型86-88
• 2.4.3 管-容-管单元气流脉动数学模型88-90
• 2.4.4 双容单元气流脉动数学模型90-93
• 2.5 本章小结93-94
• 第三章 往复压缩机管路系统流体动力学实验台建立94-108
• 3.1 实验台概述94
• 3.2 实验台总体设计方案94-97
• 3.2.1 实验管路内脉动气体来源95
• 3.2.2 实验台管路结构的设计95-96
• 3.2.3 实验监测数据的完整性96-97
• 3.2.4 实验容器结构的可变性97
• 3.3 实验台搭建过程97-107
• 3.3.1 实验条件97
• 3.3.2 管路结构设计97-98
• 3.3.3 管件结构设计98-106
• 3.3.4 实验台调试与装配106-107
• 3.4 本章小结107-108
• 第四章 往复压缩机管路系统气流脉动传递机制特性研究108-132
• 4.1 实验设备108-112
• 4.1.1 压缩机管路系统参数设置108-110
• 4.1.2 采集系统的选用及设置110-112
• 4.2 管路系统气流脉动传递机制特性研究112-125
• 4.2.1 直管单元气流脉动传递特性实验113-116
• 4.2.2 双变径管单元气流脉动传递特性实验116-118
• 4.2.3 管-容-管单元气流脉动传递特性实验118-122
• 4.2.4 双容单元气流脉动传递特性实验122-125
• 4.3 实验结果与分析125-131
• 4.3.1 实验数据处理125-129
• 4.3.2 实验分析及结论129-131
• 4.4 本章小结131-132
• 第五章 总结与展望132-134
• 5.1 全文总结132
• 5.2 未来展望132-134
• 参考文献134-138
• 致谢138-140
• 研究成果及发表的学术论文140-142
• 作者及导师简介142-143
• 硕士研究生学位论文答辩委员会决议书143-144

【参考文献】

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本文编号：558563