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离心式压缩机叶轮的结构与应力

离心式压缩机叶轮的结构与应力童榴生(西安交通大学)一、前言里斯的著述对于离心式压缩机叶轮的应力分析过去一直指导着我们对叶轮应力分析规律的认识。它既告诉了应力在轮盘上径向分布的一般规律,又指出了叶轮的最大应力点一般都存在于轮盖的孔口。这些在当时都有效地指导着叶轮的设计,保障着压缩机的安全生产。四十年过去了,如今压缩机叶轮设计大部分已由二元流动理论改用三元流动理论,叶轮的形状也随之有了一些变化,叶片变得更宽,轮盖锥度更大,而且由直锥形转为弧锥形,叶片进口边斜角已不仅在40°~80°范围,而常常小于40°。另外加上高转速对叶轮的应力分布,将产生影响。近代数值计算的发展,给我们提供了更深入了解应力在叶轮上的分布手段,本文根据作者这几年工作的经验,试图加以总结。二、轴盘过去的二元叶轮的轴盘宽度比较小,径宽比较大,显得比例修长,如总体配置许可,背后可以做成后扩的锥面,轮毂部分还可以做出一个后凸的毂尾。在转速不高时,离心力自外向内传递,同时又...  (本文共5页) 阅读全文>>

重庆大学
重庆大学

离心压缩机再制造叶轮服役寿命预测模型及数值仿真研究

机械装备再制造是再制造产业发展和循环经济建设的重点技术领域,为此,国家重点基础研究发展计划(973计划)专门设立了“机械装备再制造的基础科学问题”项目(2011CB013400),以离心式压缩机为典型对象,开展机械装备再制造的若干基础科学问题研究,为再制造技术攻关提供理论依据。其中再制造零件寿命预测涉及多个学科领域,已成为机械零件再制造的技术关键之一,迫切需要相关理论和方法的支持。本研究在973项目研究课题之一“再制造零部件的寿命预测与再制造产品服役安全验证”(2011CB013400-5)的资助下,开展了离心式压缩机再制造叶轮服役寿命预测模型及数值仿真研究,为再制造叶轮服役机理分析、服役安全性能评价提供理论和方法支持。首先,在断裂力学和损伤累积理论的基础上,结合再制造叶轮工艺修复结构特征和服役特征载荷,提出一种再制造叶轮零部件服役寿命预测模型。将材料或试件现有的寿命预测方法拓展到再制造后的离心压缩机叶轮上,建立起包含面向多失效...  (本文共125页) 本文目录 | 阅读全文>>

郑州大学
郑州大学

基于ANSYS的离心压缩机主要零件建模和受力分析

在机械、生物、化工、航天等部门离心压缩机被广泛应用着,在为国家经济的发展起着着非常重要的作用。离心式压缩机作为从动机在提高流体压力的时候,多数需要耗费比较多的能源,特别是大型的工程系列,例如近年来的万吨氯气压缩化工工程,对于较多消耗的大流量压缩机的设计、研发都能明显影响到企业的效益也影响到国家倡导的绿色环保节能理念。而扩展离心机的适应性、增加离心机运行的安全性、减小离心压缩机机流动的能量损失等都需要对离心压缩机内部零部件的运行有一个深刻的研究。针对大流量离心压缩机叶轮等部件动力比较大和无法进行现场试验研究等特点,本文利用大型模拟仿真软件ANSYS对叶轮等大型零部件进行专门的数值模拟和分析,包括对于流场数值模拟的研究及各种零部件参数下的性能分析。从而得到较为合理的改造方案和事故排除办法。另外通过离心压缩机内部零部件的各项参数对离心压缩机工况影响的分析能够使了解在离心机工作环境变化后如何去改造离心机的内部参数来适应不同的工况,从而科...  (本文共71页) 本文目录 | 阅读全文>>

合肥工业大学
合肥工业大学

大型离心压缩机叶轮服役映射模型与主动再制造优化设计

再制造是可持续发展的重要途径,面临日益严重的资源环境问题,再制造工程的研究有着十分重要的意义。然而由于再制造毛坯——退役产品零件具有质量、数量、服役状态等的不确定性,传统再制造模式的发展瓶颈一直难以克服,使得再制造规模化生产难以实现。针对传统再制造的这种现状,本文介绍了主动再制造的概念,对主动再制造设计方法进行了综述和研究,并提出了基于服役映射模型的主动再制造设计方法。首先分析目前再制造生产中存在的问题,提出主动再制造的概念并归纳其特征。在对当前再制造设计方法进行综述的基础上引出主动再制造设计,提出借助服役映射模型进行主动再制造设计的思路。以大型离心压缩机叶轮为例,通过分析研究叶轮传统设计过程和应力分布状况,提取叶轮的特征结构并分析叶轮特征结构参数改变对其应力分布和服役寿命的影响,结合疲劳寿命理论和疲劳寿命基本估计方程,建立离心压缩机叶轮设计参数与寿命的服役映射模型。最后指出服役映射模型在主动再制造时机调控中的重要作用,并构建针...  (本文共74页) 本文目录 | 阅读全文>>

西南石油大学
西南石油大学

PCL803型离心压缩机叶轮结构参数影响分析

随着深海油气开采、天然气储运等能源领域的快速发展,PCL803型等国产离心压缩机组在西气东输等重大天然气管道输送工程中的应用更加广泛,压比、多变效率是离心式压缩机性能的重要指标,选择性能较好的叶轮是离心压缩机设计中亟需解决的问题。本文基于计算流体力学方法,对PCL803型离心压缩机叶轮内部流场进行了数值模拟计算,分析了叶轮的结构参数对压缩机压比、多变效率、内部流场的影响,提出了PCL803型离心压缩机叶轮选型的建议,主要开展了以下几个方面的工作:(1)对国产离心压缩机在西气东输工程中的应用进行了统计分析,收集了PCL803型离心压缩机的结构参数数据、设计资料、运行工况等,对离心压缩机的结构与性能参数进行了分析;(2)针对PCL803型离心压缩机叶轮的结构特点,建立了叶轮内部流动的基本控制方程,湍流模型选取Reynolds平均法的标准k-ε模型,叶轮近壁区域选择标准壁面函数进行计算,叶轮旋转和静止区域的处理选用MRF模型,利用二阶...  (本文共88页) 本文目录 | 阅读全文>>

大连理工大学
大连理工大学

离心压缩机叶片的几何设计及结构研究

离心式压缩机是一种旋转式叶轮机械,它通过叶轮的高速旋转来加速气体,提高气体的动能和压力,进一步通过扩压器使气体减速升压,从而得到符合使用标准的压缩气体。由于其具有工作流量大、结构紧凑、效率高等优点,被广泛应用于国民生产的多个领域中。叶片作为离心压缩机内部最重要的部件,其形式和结构直接影响到压缩机的性能和工作范围,有必要对其进行深入地研究。利用Bezier曲线造型方式,设计了叶轮子午面型线;以子午面轮毂和轮缘型线的相对长度为自变量,分别为轮毂和轮缘确定叶片角加载方式,据此设计了三种不同叶片加载方式的叶片。通过数值模拟分析可知,当轮毂采用前部加载方式、轮缘采用中间加载方式时得到的叶轮有最好的性能,且叶片表面静压分布较为均匀。在探究了叶片厚度对于压缩机性能的影响以后,对不同厚度的等厚度叶片进行了流固耦合分析,以分析不同厚度的叶片在运行过程中的应力分布和变形情况。流固耦合过程中,分别考虑了叶片压力载荷的作用、离心载荷的作用以及两种载荷的...  (本文共97页) 本文目录 | 阅读全文>>