双螺杆氦气压缩机性能预测与集成技术研究
本文选题:双螺杆压缩机 切入点:氦气 出处:《华中科技大学》2012年硕士论文 论文类型:学位论文
【摘要】:双螺杆压缩机由于其结构简单、易损件少、检修周期长、容积效率高、排气温度低等特点,被广泛应用用于国民经济的各种场合。例如石油、天然气等工业产品的生产,食品的加工贮藏,以及公共场所的空气调节等。除此之外,双螺杆压缩机还被应用于为大科学装置提供低温的大型氦低温系统中。目前国内仅有两家公司研发并生产过双螺杆氦气压缩机,且与国外产品有一定的差距。本文在研究双螺杆空气压缩机的基础上,对双螺杆氦气压缩机做了以下方面的理论研究: 1建立了双螺杆压缩机工作过程的数学模型。在此基础上对比了空气、氦气的工作特性,解释了双螺杆氦气压缩机容积效率低、绝热效率低的原因。 2以广泛应用于双螺杆空气压缩机的碳钢和双螺杆氦气压缩机的球墨铸铁为材料,运用有限元方法,计算了转子在运行条件下的热变形和热应力,为双螺杆氦气压缩机的转子选材和转子装配间隙的确定提供了参考意见。 3运用计算流体力学方法,,对运用于双螺杆氦气压缩机的离心式油气分离器进行了模拟。在此基础上得到了气相流场的速度分布特征和油滴运动的物理机制,并计算得到了油气分离器的分离效率,讨论了影响分离效率的因素。
[Abstract]:Twin-screw compressors are widely used in various situations of national economy, such as oil, natural gas and other industrial products, because of its simple structure, few easily damaged parts, long overhaul period, high volume efficiency, low exhaust temperature, etc. Food processing and storage, and air conditioning in public places. Twin screw compressors are also used in large scale helium cryogenic systems that provide low temperature for large scientific installations. At present, only two domestic companies have developed and produced twin screw helium compressors. Based on the research of twin-screw air compressor, this paper makes the following theoretical research on the twin-screw helium compressor:. The main results are as follows: (1) the mathematical model of the working process of the twin-screw compressor is established, and the working characteristics of air and helium are compared, and the reasons for the low volumetric efficiency and adiabatic efficiency of the twin-screw helium compressor are explained. Using carbon steel and ductile iron widely used in twin-screw air compressor and twin-screw helium compressor as materials, the thermal deformation and thermal stress of rotor under running conditions are calculated by using finite element method. It provides a reference for the selection of rotor material and the determination of rotor assembly clearance for twin screw helium compressor. (3) the centrifugal oil and gas separator used in twin-screw helium compressor is simulated by using computational fluid dynamics method. On the basis of this, the velocity distribution characteristics of gas phase flow field and the physical mechanism of oil droplet movement are obtained. The separation efficiency of oil and gas separator is calculated and the factors affecting separation efficiency are discussed.
【学位授予单位】:华中科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TH45
【参考文献】
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本文编号:1650158
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