离心压缩机稳定性预测与优化

发布时间：2017-10-12 04:05

  本文关键词：离心压缩机稳定性预测与优化

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【摘要】：离心压缩机的稳定性,一直是困扰离心压缩机高端化发展的重要瓶颈。失稳导致的紧急停机很可能会造成巨大的经济损失和不可预估的事故损害。密封作为压缩机内重要部件,具有防止工质泄漏,提高压缩机级效率的作用。国内外发生过多起因密封内部气流激振引起压缩机转子失稳造成的事故,因此研究离心压缩机非接触式密封导致转子失稳的失稳机理,探究各种密封对转子稳定性的贡献,对压缩机的高端化发展具有重要意义,本文围绕压缩机上应用的平衡盘密封、叶轮口环密封展开研究,主要工作及贡献如下： 1)自主开发多种偏心密封模型的建模程序,提高模型前处理的效率,实现了密封模型的参数化开发。本程序可以短时间内得到高质量网格。 分别研究迷宫密封、蜂窝密封、孔式阻尼密封,三种平衡盘密封的动力特性系数,并定量计算某九级压缩机转子在三种密封下的对数衰减率的变化,定量地比较了三者的泄漏量及对转子稳定性的影响；深入研究孔式阻尼密封的结构细节对压缩机泄露量及对数衰减率的影响,分析影响孔式阻尼密封性能的关键因素； 2)对多种离心压缩机叶轮口环密封展开深入研究,探究在不同工况下,口环密封的动力特性。并对各种口环密封的动力特性及转子轴承系统的对数衰减率进行对比,探究性地提出了一种计算密封稳定性的线性公式； 3)建立压缩机整级动力学模型,将压缩机级间密封及叶轮口环密封,放到整个级内进行研究,计算整级全三维偏心流道模型,探究气流在单级流道内的流动规律,验证评价单级流道对转子稳定性影响的方法； 本文的工作对准确预测转子系统的稳定性,及解决稳定性问题具有重要参考意义,有助于设计大阻尼,低交叉刚度,封严特性好的密封部件。
【关键词】：离心压缩机 转子稳定性 对数衰减率 密封 CFD
【学位授予单位】：北京化工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH452
【目录】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-17
• 第一章 绪论17-25
• 1.1 论文的研究背景及意义17-18
• 1.2 密封动力学参数预测方法研究现状18-20
• 1.3 压缩机中所用密封介绍20-22
• 1.4 本文的工作22-25
• 第二章 密封建模程序的开发及模型的处理25-41
• 2.1 压缩机转子失稳的原因25-26
• 2.2 密封计算的动力学模型26-27
• 2.3 建模程序的开发27-36
• 2.3.1 模型建立28-34
• 2.3.1.1 迷宫密封建模程序的开发28-32
• 2.3.1.2 蜂窝密封及孔式阻尼密封的建模程序开发32-33
• 2.3.1.3 复合密封网格的建模过程33-34
• 2.3.2 网格质量34-36
• 2.4 流体模型及求解方法选择36-39
• 2.4.1 计算模型及求解器通用设置37-38
• 2.4.2 数值求解的收敛判定38-39
• 2.5 本章小结39-41
• 第三章 三种平衡盘密封的对比分析及孔式阻尼密封的详细分析41-55
• 3.1 三种平衡盘密封的计算背景41
• 3.2 三种平衡盘密封结构41-45
• 3.2.1 密封结构参数41-43
• 3.2.2 平衡盘密封计算边界条件设置43-45
• 3.2.3 密封计算网格独立性检查45
• 3.3 三种密封的计算结果45-48
• 3.4 三种密封对转子稳定性的评价48-50
• 3.5 孔式阻尼密封详细结构对动力学特性的影响50-53
• 3.5.1 孔式阻尼密封薄壁尺寸对动力学特性的影响50-52
• 3.5.2 孔式阻尼密封孔径大小对动力特性的影响52-53
• 3.6 本章小结53-55
• 第四章 压缩机叶轮口环密封的对比分析55-71
• 4.1 四种压缩机叶轮口环密封简介55-56
• 4.2 压缩机口环密封模型56-58
• 4.3 压缩机口环密封的计算结果58-67
• 4.3.1 不同预旋比下密封的动力特性59-62
• 4.3.2 不同介质对密封动力特性的影响62-63
• 4.3.3 平均压力一定,压比不同对密封动力特性的影响63-65
• 4.3.4 不同平均压力对密封动力特性的影响65-67
• 4.4 对数衰减率影响因素分析67-68
• 4.5 本章小结68-71
• 第五章 单级流场对转子的动力学影响71-81
• 5.1 当前研究状况71-72
• 5.2 模型的建立72-77
• 5.2.1 叶轮及回流器模型设计72-75
• 5.2.2 压缩机单级模型的建立75-77
• 5.3 计算结果77-79
• 5.4 本章小结79-81
• 第六章 总结与展望81-83
• 6.1 全文总结81
• 6.2 工作展望81-83
• 参考文献83-87
• 致谢87-89
• 研究成果和发表的学术论文89-91
• 作者和导师简介91-92
• 附件92-93

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：1016539