基于结构适应的离心压缩机自愈调控方法研究
离心压缩机作为核心设备广泛应用于石油天然气、大型煤化工以及深海油气开采等领域。离心压缩机性能的高低直接影响整套装置经济效益，安全运行以及可靠性。现阶段随着经济快速发展，资源消耗、环境恶化等问题日趋严重。所以如何保持压缩机安全稳定高效运行，提高其设计、运行效率及自愈能力，拓宽工况范围越来越受到广泛的关注。
本文针对以上难点和热点应用数值分析方法开发高效精确的分析预测模型，首先对离心压缩机进行非定常数值模拟深入研究了入口导叶与叶轮的非定常相干现象。分析了这种现象对叶轮结构强度的影响，得出这种现象产生气流激振力为造成叶轮叶片断裂故障的主要原因。
其次，探讨了叶轮盖侧曲率及轴向长度对压缩机整级性能影响。对四种不同盖侧曲率叶轮进行气动性能、力学性能以及振动模态综合分析。分析结果表明，减少叶轮轮盖侧曲率会使空气动力学性能明显提高同时也会使叶轮机械性能有所改善，振动固有频率有所提高，但在得益的同时必须要考虑这种叶轮引起相关转子动力学问题。
最后，采用CFD技术研究离心压缩机整级性能优化设计方法。应用全三维流场分析的方法分析叶轮、扩压器以及回流器叶片参数变化对压缩机性能的影响。在此基础上，对主要几何参数进行了优化设计并建立气动参数与结构参数之间的对应关系。研究结果表明，通过在压缩机运行过程中调节扩压器叶片的角度，可以使压缩机的最大效率和工况范围均得到改善。对于本模型的压缩机，效率可提高2％以上。优化设计后压缩机整级气动性能得到明显改善。本文的研究成果可为提高压缩机的设计效率和工况范围及自愈调控提供有效的方法。
离心压缩机;CFD技术;优化设计;数值分析;自愈调控
北京化工大学
硕士
化工过程机械
高金吉;王维民
2012
中文
TH452
102
2012-11-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）