迷宮式壓縮機(jī)的案例
迷宮式壓縮機(jī)簡(jiǎn)介
0、引言
布克哈德公司在
1935
年第一次推出宮式活塞壓縮機(jī)，其采用的是一種非接觸式迷宮密封技術(shù)，和普通的往復(fù)式壓縮機(jī)相比，機(jī)組可靠性高，維修成本低，安全性高，因此在石油化工行業(yè)得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。
1、壓縮機(jī)的基本結(jié)構(gòu)
如圖1所示，迷宮式活塞壓縮機(jī)主要部件有曲軸、連桿、十字頭、導(dǎo)向軸承、定距塊以及活塞組件等。
迷宮壓縮機(jī)在隔離室內(nèi)特別設(shè)計(jì)了導(dǎo)向軸承，以此來(lái)確保活塞桿垂直往復(fù)運(yùn)動(dòng)的精確性，保證活塞在氣缸中的運(yùn)動(dòng)與密封。
2、壓縮機(jī)的核心部件-迷宮密封
迷宮壓縮機(jī)在活塞及氣缸上設(shè)計(jì)了環(huán)槽，形成迷宮小室，通過(guò)氣體在迷宮小室中的泄漏來(lái)實(shí)現(xiàn)密封。如圖2所示，活塞壓縮時(shí)，氣體從高壓側(cè)向低壓側(cè)流動(dòng)，在迷宮小室節(jié)點(diǎn)處，壓力能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，高速的氣流進(jìn)入容積室時(shí)，由于流道體積增大，氣流在此處大部分動(dòng)能轉(zhuǎn)化為壓力能和渦流能，其中渦流能以熱能的形式損失掉；氣流通過(guò)若干個(gè)迷宮小室，能量逐漸減小，壓力逐漸降低，如迷宮小室足夠多，迷宮室中壓力最后同低壓側(cè)的壓力相等，達(dá)到密封的效果。
3、壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
（1）無(wú)內(nèi)部易損件，被壓縮的氣體不會(huì)有任何污染。
（2）可實(shí)現(xiàn)整機(jī)密封無(wú)泄漏，可適用于各種氣體，運(yùn)行周期長(zhǎng)，運(yùn)行費(fèi)用大大降低。
（3）適應(yīng)性強(qiáng)，能適用于各種氣體。
（4）安全，杜絕易燃、易爆、腐蝕性等有害氣體對(duì)環(huán)境及人身的危害。
（5）加工制造精度較高。
展開(kāi) 壓縮機(jī)仿真：補(bǔ)氣式滾動(dòng)轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)的CFD仿真及優(yōu)化研究
補(bǔ)氣式轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)模型介紹
為探討補(bǔ)氣結(jié)構(gòu)對(duì)壓縮機(jī)熱力學(xué)性能的影響，以某典型補(bǔ)氣式轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)為分析對(duì)象，建立三種不同的分析模型，對(duì)比分析補(bǔ)氣結(jié)構(gòu)對(duì)于壓縮機(jī)熱力學(xué)性能的影響。三種結(jié)構(gòu)分別為：
包含補(bǔ)氣結(jié)構(gòu)且考慮補(bǔ)氣，VIRC
不包含補(bǔ)氣結(jié)構(gòu)，SSRC
包含補(bǔ)氣結(jié)構(gòu)，不考慮補(bǔ)氣，NVIRC
圖7 三種不同類型的滾動(dòng)轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)模型
利用三維CAD軟件提取壓縮機(jī)流體域模型，如下圖所示，為雙排氣補(bǔ)氣式滾動(dòng)轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)。
圖8 壓縮機(jī)流體域（VIRC）
補(bǔ)氣式滾動(dòng)轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)網(wǎng)格劃分
如下圖所示，轉(zhuǎn)子部分利用SimericsMP+的Rolling piston模板進(jìn)行轉(zhuǎn)子部分的結(jié)構(gòu)網(wǎng)格劃分，并自動(dòng)設(shè)置動(dòng)網(wǎng)格。
圖9 轉(zhuǎn)子部分結(jié)構(gòu)網(wǎng)格劃分
排氣閥片和補(bǔ)氣閥片部分利用SimericsMP+的Circumferential Valve模板進(jìn)行網(wǎng)格劃分，并自動(dòng)設(shè)置動(dòng)網(wǎng)格。其余部分采用通用的笛卡爾網(wǎng)格劃分技術(shù)進(jìn)行網(wǎng)格建模。最終網(wǎng)格數(shù)約為VIRC 模型150萬(wàn)，NVIRC80萬(wàn)，SSRC模型79萬(wàn)。
展開(kāi) 論文分享 | 壓縮機(jī)設(shè)計(jì):軸流式、混流式還是離心式？
圖片來(lái)源：《選擇一臺(tái)壓縮機(jī)的子午向拓?fù)湫问剑狠S流式、混流式、離心式》，Smyth, Miller, GT2021-59121.
令人驚訝的是，這張圖表表明，混流式設(shè)計(jì)是最終的設(shè)計(jì)選擇。混合流設(shè)計(jì)并非不為人知，但在葉輪機(jī)械環(huán)境中是罕見(jiàn)的。我常常想，在世界上混合流設(shè)計(jì)還有更大的空間，它們之所以如此罕見(jiàn)，無(wú)非是因?yàn)楹苌儆腥酥涝趺醋觥?shí)際上，我從未停止過(guò)考慮混流式設(shè)計(jì)也許恰恰是首選設(shè)計(jì)方法。現(xiàn)在就拋棄我們現(xiàn)有的所有離心式和軸向式的壓縮機(jī)設(shè)計(jì)可能還為時(shí)過(guò)早，但這項(xiàng)工作肯定會(huì)讓我在未來(lái)考慮混流式的設(shè)計(jì)方案。
文章來(lái)源ConceptsNREC
展開(kāi) 中石油PPT│凝汽式透平和離心式壓縮機(jī)原理及操作
中石油PPT│凝汽式透平和離心式壓縮機(jī)原理及操作
離心機(jī)壓縮型式結(jié)構(gòu)
離心機(jī)壓縮型式結(jié)構(gòu)
一、離心式冷水機(jī)組前視圖、后視圖
1）前視圖
2）后視圖
3）三級(jí)離心結(jié)構(gòu)圖
二、離心式壓縮機(jī)
2.1.三種不同型式壓縮示意圖
a.單級(jí)壓縮
b.兩級(jí)壓縮
c.三級(jí)壓縮
2.2.不同型式離心壓縮機(jī)及其構(gòu)成
a.半封閉離心壓縮機(jī)
b.開(kāi)啟式離心壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)
c.三級(jí)離心壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)
2.3.關(guān)于壓縮機(jī)型式的描述：
1）葉輪方面：
a)閉式葉輪的穩(wěn)定工況范圍比半開(kāi)式葉輪的穩(wěn)定工況范圍要窄；
b)小流量區(qū)間內(nèi)，即：部分負(fù)荷情況下，半開(kāi)式葉輪的性能優(yōu)于閉式葉輪的性能；
c)兩種形式葉輪內(nèi)部都存在回流區(qū)域，半開(kāi)式葉輪內(nèi)部的回流區(qū)域較少。
2）電機(jī)方面：
a)閉式電機(jī)散熱于系統(tǒng)中，增加制冷系統(tǒng)能耗3%,閉式電機(jī)在冷媒中旋轉(zhuǎn)，阻力大，增加動(dòng)力系統(tǒng)能耗3%。
b)封閉式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，電機(jī)處于腔體內(nèi)，具有良好的運(yùn)轉(zhuǎn)環(huán)境；避免開(kāi)放式電機(jī)因殼體散熱裝置直接暴露在空氣中臟堵而影響其穩(wěn)定性；封閉式電機(jī)均有內(nèi)置式熱保護(hù)系統(tǒng)，可保證電機(jī)的運(yùn)行安全（而開(kāi)放式電機(jī)采用僅依靠電流過(guò)載來(lái)保護(hù)電機(jī)，可靠性較低）；封閉式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，電機(jī)采用制冷劑噴液冷卻，工作溫度低，使用壽命長(zhǎng)；（而開(kāi)放式電機(jī)處于機(jī)房?jī)?nèi)，電機(jī)的工作環(huán)境溫度較高）。
展開(kāi) 離心式壓縮機(jī)仿真案例
一、多參坐標(biāo)系描述
旋轉(zhuǎn)機(jī)械問(wèn)題設(shè)計(jì)到旋轉(zhuǎn)的流體域（rotating flow domain），所有的旋轉(zhuǎn)部件（moving parts，fan blades，hub，shaft surfaces...）是以一定的角速度進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的，靜止壁面（stationary walls，shrouds-蓋板，duct walls-風(fēng)道壁面）是關(guān)于旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)曲面（surfaces of revolution），所涉及到的整體域被作為一個(gè)單一旋轉(zhuǎn)參考坐標(biāo)系（a single rotating frame of reference）；然而當(dāng)其中一部分是關(guān)于不同旋轉(zhuǎn)軸進(jìn)行轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)，或關(guān)于相同的軸按照不同的速度旋轉(zhuǎn)或靜止壁面不屬于“surfaces of revolution”（如在離心式壓縮機(jī)輪子周圍的蝸殼），單一的旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系統(tǒng)（single rotating coordinate system）已不能夠滿足使計(jì)算域固定（immobilize），為了預(yù)測(cè)穩(wěn)態(tài)的流場(chǎng)，因此必須以“多參考坐標(biāo)系”（multiple reference frames）的方式進(jìn)行仿真；
離心式鼓風(fēng)機(jī)（Centrifugal blower）2D模型：
使用MRF模型能夠分析與一個(gè)或多個(gè)旋轉(zhuǎn)部件相關(guān)的流動(dòng)特性，在一個(gè)單一計(jì)算域內(nèi)多旋轉(zhuǎn)參考坐標(biāo)系能夠被使用，流場(chǎng)結(jié)果代表旋轉(zhuǎn)部件移動(dòng)到某一位置時(shí)的瞬態(tài)結(jié)果（snapshot-抓拍of the transient flow field）；然而在很多案例中交界面能夠以這種方式進(jìn)行選擇-在該位置的流場(chǎng)是獨(dú)立于移動(dòng)部件的方向的，這就意味著如果交界面能夠被繪制（drawn）以具有很小或者沒(méi)有角度依賴性（little or no angular dependence），MRF模型能夠成為可靠的工具用于時(shí)均流場(chǎng)的求解（time-averaged flow fields
展開(kāi) 離心式壓縮機(jī)故障診斷
離心式壓縮機(jī)故障診斷
摘 要：介紹了離心式壓縮機(jī)振動(dòng)過(guò)大故障的診斷過(guò)程，用實(shí)例說(shuō)明了借助振動(dòng)頻譜分析進(jìn)行壓縮機(jī)的故障診斷是非常有效的，對(duì)機(jī)組的維護(hù)和維修都具有指導(dǎo)意義。
關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)子 振動(dòng) 監(jiān)測(cè) 頻譜 故障診斷
天津石化公司化工廠芳烴車間離心式壓縮機(jī)C501是生產(chǎn)中的關(guān)鍵設(shè)備之一，系日本日立公司產(chǎn)品，4級(jí)離心式回轉(zhuǎn)式驅(qū)動(dòng)電機(jī)功率610kW，主機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速15300r/min，工作介質(zhì)是氫氣，氣流量38066m3（標(biāo)準(zhǔn)）/h，出口壓力11.32×105Pa，氣體溫度200℃。該機(jī)配有美國(guó)本特利內(nèi)華達(dá)公司7200系列振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，測(cè)點(diǎn)有7個(gè)，分布如圖1。測(cè)點(diǎn)A、B、C、D為壓縮機(jī)主軸瓦徑向位移傳感器。測(cè)點(diǎn)E、F分別為齒輪增速箱高速軸和低速軸軸瓦的徑向位移傳感器，測(cè)點(diǎn)G為壓縮機(jī)主軸軸向位移傳感器。7200系列儀表可隨時(shí)示出振動(dòng)位移峰峰值，超過(guò)報(bào)警限時(shí)報(bào)警。
該機(jī)沒(méi)有備份，全年連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，僅在大修期間可以停機(jī)檢修，生產(chǎn)過(guò)程中，一旦停機(jī)將影響全線生產(chǎn)。該機(jī)功率大，轉(zhuǎn)速高，介質(zhì)是氫氣，振動(dòng)異常有可能造成極為嚴(yán)重的惡性事故，是公司重點(diǎn)監(jiān)測(cè)的設(shè)備之一。
圖1 C501壓縮機(jī)測(cè)點(diǎn)
1．故障現(xiàn)象
化工廠于2000年5月中旬開(kāi)始停車大檢修，6月初經(jīng)檢測(cè)各項(xiàng)靜態(tài)指標(biāo)均達(dá)到規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。6月10日下午啟動(dòng)，投入催化劑再生工作，為全線開(kāi)車做準(zhǔn)備。再生工作要連續(xù)運(yùn)行一星期左右，再生過(guò)程中，工作介質(zhì)是氮?dú)猓@使得壓縮機(jī)負(fù)荷大一些。壓縮機(jī)啟動(dòng)后，各項(xiàng)動(dòng)態(tài)參數(shù)如油量、壓力、溫度、油溫、電流等都在規(guī)定范圍內(nèi)，機(jī)器正常工作，運(yùn)行到6月12日上午，出現(xiàn)振動(dòng)報(bào)警，測(cè)點(diǎn)D振動(dòng)值越過(guò)報(bào)警限，在60-80 μm之間波動(dòng)，測(cè)點(diǎn)C振動(dòng)值也偏大，在50-60μm之間波動(dòng)。其他測(cè)點(diǎn)振動(dòng)正常。
展開(kāi) OptiStruct的活塞式壓縮機(jī)殼體介紹
**OptiStruct 是 Altair 公司推出的有限元仿真與結(jié)構(gòu)優(yōu)化軟件，廣泛用于活塞式壓縮機(jī)殼體的強(qiáng)度、剛度、NVH（噪聲、振動(dòng)與聲振粗糙度）分析及輕量化優(yōu)化設(shè)計(jì)。**
### 一、活塞式壓縮機(jī)殼體概述
活塞式壓縮機(jī)殼體是核心承載與密封部件，主要功能：
- **支撐定位**：為曲軸、活塞、氣缸等內(nèi)部零件提供精準(zhǔn)安裝基準(zhǔn)。
- **承壓密封**：承受內(nèi)部氣體壓力，防止制冷劑/壓縮介質(zhì)泄漏。
- **減振降噪**：隔離并衰減活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的振動(dòng)與噪聲。
- **散熱**：散發(fā)壓縮過(guò)程產(chǎn)生的熱量。
**結(jié)構(gòu)形式**：
- **開(kāi)啟式**：整體鑄造結(jié)構(gòu)，強(qiáng)度高，用于大中型工業(yè)壓縮機(jī)。
- **全封閉/半封閉**：上下殼體（沖壓鋼板或鑄鋁）焊接/螺栓連接，用于制冷空調(diào)領(lǐng)域。
**常用材料**：
- **鑄鐵**（HT200、HT250）：強(qiáng)度高、阻尼好、成本低，用于大型機(jī)。
- **鑄鋁**（ADC12、A380）：輕量化、散熱好，用于小型制冷壓縮機(jī)。
- **鋼板**（SPHC、Q235）：沖壓焊接，用于封閉式殼體。
### 二、OptiStruct 核心分析與優(yōu)化流程
#### 1. 有限元模型建立（HyperMesh + OptiStruct）
- **幾何處理**：簡(jiǎn)化倒角、小孔，抽取中面。
- **網(wǎng)格劃分**：殼單元（Shell），尺寸2–5mm。
- **連接模擬**：焊縫（Seam/Weld）、螺栓（RBE2/3）。
展開(kāi) 滾動(dòng)轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)轉(zhuǎn)軸振動(dòng)仿真及試驗(yàn)研究
論文價(jià)值的評(píng)定意見(jiàn)：
壓縮機(jī)工作過(guò)程中的振動(dòng)噪聲是評(píng)價(jià)其設(shè)計(jì)制造水平的重要技術(shù)性能指標(biāo)之一，對(duì)于轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)轉(zhuǎn)軸的振動(dòng)進(jìn)行分析評(píng)價(jià)和優(yōu)化對(duì)于改善整機(jī)振動(dòng)噪聲有重要意義。
該論文以滾動(dòng)轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)轉(zhuǎn)軸振動(dòng)仿真及試驗(yàn)研究為主題開(kāi)展相關(guān)研究，以搭載9槽6極電機(jī)的壓縮機(jī)為例，對(duì)其轉(zhuǎn)軸振動(dòng)噪聲問(wèn)題進(jìn)行了研究，從機(jī)理上解釋了相關(guān)噪聲產(chǎn)生的原因，并通過(guò)轉(zhuǎn)軸彎曲模態(tài)優(yōu)化改進(jìn)了整機(jī)的振動(dòng)噪聲。論文對(duì)于壓縮機(jī)振動(dòng)控制有一定幫助。
摘要
Abstract
以搭載9槽6極電機(jī)的壓縮機(jī)為例，研究了變頻壓縮機(jī)運(yùn)行時(shí)與電機(jī)極數(shù)有關(guān)的轉(zhuǎn)軸振動(dòng)噪聲問(wèn)題。首先，通過(guò)對(duì)徑向電磁力分析，明確了壓縮機(jī)電機(jī)6f徑向電磁力的組成；其次，通過(guò)仿真分析和試驗(yàn)測(cè)試的手段對(duì)轉(zhuǎn)軸的振動(dòng)特性進(jìn)行分析，進(jìn)一步指明6f電磁力與轉(zhuǎn)軸彎曲模態(tài)共振是導(dǎo)致轉(zhuǎn)軸振動(dòng)噪聲問(wèn)題的根源；最后，通過(guò)對(duì)某款變頻壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)軸彎曲模態(tài)進(jìn)行仿真分析及優(yōu)化，降低了轉(zhuǎn)軸振動(dòng)噪聲，改善了壓縮機(jī)的聲品質(zhì)。
關(guān)鍵詞
Keywords
滾動(dòng)轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)；轉(zhuǎn)軸；電機(jī)極數(shù)；彎曲模態(tài)；聲品質(zhì)
DOI:10.19784/j.cnki.issn1672-0172.2023.02.001
0 引言
滾動(dòng)轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)是家用空調(diào)的動(dòng)力元件，也是其最主要的噪聲源之一。在壓縮機(jī)的噪聲中，主要有結(jié)構(gòu)噪聲、氣流噪聲和電機(jī)噪聲。
展開(kāi) ANSYS Forte對(duì)容積式壓縮機(jī)的仿真優(yōu)勢(shì)及應(yīng)用
本文原創(chuàng)首發(fā)于訂閱號(hào)：上海安世亞太
關(guān)于ANSYS 2022 版本的學(xué)習(xí)資料
可在上海安世亞太訂閱號(hào)自助領(lǐng)取
容積式壓縮機(jī)作為一種通用流體機(jī)械得到廣泛應(yīng)用，相對(duì)于速度式壓縮機(jī)具有適應(yīng)性強(qiáng)、壓力比高和熱效率高等優(yōu)點(diǎn)。常見(jiàn)的容積式壓縮機(jī)如往復(fù)式、螺桿式、渦旋式及轉(zhuǎn)子式等，隨著氣腔容積的由小到大再變小，發(fā)生周期性的變化，完成吸氣、壓縮和排氣過(guò)程。
隨著數(shù)值計(jì)算技術(shù)的飛速發(fā)展，仿真技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用逐漸深入，越來(lái)越多的企業(yè)開(kāi)始嘗試運(yùn)用仿真的手段解決其工業(yè)產(chǎn)品的性能等關(guān)鍵問(wèn)題，以減少試驗(yàn)次數(shù)，降低樣件試制成本，提高產(chǎn)品穩(wěn)定性與可靠性來(lái)進(jìn)一步提升市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。那么如何運(yùn)用合適的CAE軟件進(jìn)行高效的仿真顯得尤為重要。
ANSYS Forte 結(jié)合了CHEMKIN-PRO求解器技術(shù)的內(nèi)燃機(jī)CFD仿真工具包，含有多組分燃燒模型并結(jié)合復(fù)雜的噴霧動(dòng)力學(xué)，可以在短時(shí)間內(nèi)完成詳細(xì)化學(xué)的計(jì)算，能夠?qū)缀跞我馊剂系膬?nèi)燃機(jī)進(jìn)行穩(wěn)健并精確的計(jì)算，同時(shí)在新版本中推出了針對(duì)于容積式壓縮機(jī)的分析方法，本文主要圍繞新功能而展開(kāi)，讓大家能夠更直觀地了解Forte在模擬壓縮機(jī)運(yùn)行過(guò)程中的一些較為突出的功能優(yōu)勢(shì)。
CFD難點(diǎn)分析
容積式壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，其空腔容積會(huì)周期性的變化，流體的可壓縮高。動(dòng)靜壁面間存在狹小的間隙（一般都是幾十個(gè)微米的大小，甚至更小），影響泄露；且出口排氣流動(dòng)復(fù)雜，會(huì)影響壓縮機(jī)的流動(dòng)、氣液分離、振動(dòng)與噪聲等性能。因此在對(duì)這類旋轉(zhuǎn)機(jī)械的網(wǎng)格處理上必然會(huì)遇到挑戰(zhàn)，網(wǎng)格的數(shù)量、質(zhì)量、動(dòng)網(wǎng)格的應(yīng)用都直接影響到計(jì)算結(jié)果的精度和準(zhǔn)確性。
展開(kāi) 離心式壓縮機(jī)故障及處理！終于找全了！
Q: 葉輪或擴(kuò)壓器變形
A: 葉輪或擴(kuò)壓器變形應(yīng)修復(fù)或更換
Q: 轉(zhuǎn)動(dòng)部分與靜止部分相碰
A: 拆開(kāi)原動(dòng)機(jī)壓縮機(jī)和齒輪箱;檢查各部間隙并與說(shuō)明書(shū)對(duì)照:發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)解決。
Q: 吸入壓力高
A: 吸入壓力高，則重量流量增大，功率消耗大:與設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)對(duì)照，找出原因。并解決。
離心式空壓機(jī)在日常運(yùn)行中，會(huì)因?yàn)楦鞣N因素，造成其產(chǎn)生故障，為此在其日常的使用中，需要加強(qiáng)離心式空壓機(jī)的維護(hù)和保養(yǎng)，定期對(duì)其各個(gè)部件進(jìn)行檢修。離心式空壓機(jī)是化工生產(chǎn)中經(jīng)常使用的一種設(shè)備，其安全性關(guān)系著化工生產(chǎn)的安全性，為此在日常工作的過(guò)程中，加強(qiáng)維護(hù)管理，降低故障發(fā)生率，保證其運(yùn)行的安全性。
展開(kāi) 
ANSYS Forte對(duì)容積式壓縮機(jī)的仿真優(yōu)勢(shì)及應(yīng)用
容積式壓縮機(jī)作為一種通用流體機(jī)械得到廣泛應(yīng)用，相對(duì)于速度式壓縮機(jī)具有適應(yīng)性強(qiáng)、壓力比高和熱效率高等優(yōu)點(diǎn)。常見(jiàn)的容積式壓縮機(jī)如往復(fù)式、螺桿式、渦旋式及轉(zhuǎn)子式等，隨著氣腔容積的由小到大再變小，發(fā)生周期性的變化，完成吸氣、壓縮和排氣過(guò)程。
隨著數(shù)值計(jì)算技術(shù)的飛速發(fā)展，仿真技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用逐漸深入，越來(lái)越多的企業(yè)開(kāi)始嘗試運(yùn)用仿真的手段解決其工業(yè)產(chǎn)品的性能等關(guān)鍵問(wèn)題，以減少試驗(yàn)次數(shù)，降低樣件試制成本，提高產(chǎn)品穩(wěn)定性與可靠性來(lái)進(jìn)一步提升市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。那么如何運(yùn)用合適的CAE軟件進(jìn)行高效的仿真顯得尤為重要。
ANSYS Forte 結(jié)合了CHEMKIN-PRO求解器技術(shù)的內(nèi)燃機(jī)CFD仿真工具包，含有多組分燃燒模型并結(jié)合復(fù)雜的噴霧動(dòng)力學(xué)，可以在短時(shí)間內(nèi)完成詳細(xì)化學(xué)的計(jì)算，能夠?qū)缀跞我馊剂系膬?nèi)燃機(jī)進(jìn)行穩(wěn)健并精確的計(jì)算，同時(shí)在新版本中推出了針對(duì)于容積式壓縮機(jī)的分析方法，本文主要圍繞新功能而展開(kāi)，讓大家能夠更直觀地了解Forte在模擬壓縮機(jī)運(yùn)行過(guò)程中的一些較為突出的功能優(yōu)勢(shì)。
CFD難點(diǎn)分析
容積式壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，其空腔容積會(huì)周期性的變化，流體的可壓縮高。動(dòng)靜壁面間存在狹小的間隙（一般都是幾十個(gè)微米的大小，甚至更小），影響泄露；且出口排氣流動(dòng)復(fù)雜，會(huì)影響壓縮機(jī)的流動(dòng)、氣液分離、振動(dòng)與噪聲等性能。因此在對(duì)這類旋轉(zhuǎn)機(jī)械的網(wǎng)格處理上必然會(huì)遇到挑戰(zhàn)，網(wǎng)格的數(shù)量、質(zhì)量、動(dòng)網(wǎng)格的應(yīng)用都直接影響到計(jì)算結(jié)果的精度和準(zhǔn)確性。
展開(kāi) ANSYS CFX 離心式壓縮機(jī)建模及網(wǎng)格劃分
一、ANSYS Blade Modeler
Vista 1D Design Tools
Vista AFD -Axial Fans Design，軸流風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)
Vista CCD -Centrifugal Compressor Design，離心壓縮機(jī)設(shè)計(jì)
Vista CPD - Centrifugal Pump Design，離心泵設(shè)計(jì)
Vista RTD - Axial turbines Design，軸流渦輪設(shè)計(jì)
BladeGen
DesignModele-BladeEditor，DM插件
Need ANSYS BladeModeler+ANSYS DesignModeler licenses
二、TurboGrid 網(wǎng)格工具
三、Vistal TF 二維仿真工具
四、ANSYS CFX三維仿真工具
五、離心壓縮機(jī)建模及網(wǎng)格劃分實(shí)例
1、
在ANSYS Workbench2019R3平臺(tái)下，啟動(dòng)離心式壓縮機(jī)1D設(shè)計(jì)軟件Vista CCD，輸入壓縮機(jī)相關(guān)參數(shù)，點(diǎn)擊Calculate，完成離心式壓縮機(jī)設(shè)計(jì)
；
2、計(jì)算得到壓縮機(jī)功率為9.76KW；
3、右鍵A2單元，創(chuàng)建一個(gè)新的 BladeGen模塊，拖拽TurboGrid進(jìn)行鏈接，啟動(dòng)TurboGriD網(wǎng)加載幾何模型；
4、雙擊Mesh Date，設(shè)置單元網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)30萬(wàn)，取消Target Max Expansion Rate,
展開(kāi) 離心式壓縮機(jī)故障及處理！終于找全了！
離心式空壓機(jī)是化工生產(chǎn)中常用的一種高速旋轉(zhuǎn)的設(shè)備，其通過(guò)高速的旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生離心力，使得氣體在空壓機(jī)的葉輪中擴(kuò)壓流動(dòng)，從葉輪流出的氣體流速、壓力都得到了相應(yīng)的提升，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)壓縮空氣。
在離心式空壓機(jī)使用的過(guò)程中，往往會(huì)產(chǎn)生一些故障，影響其工作效果，影響化工生產(chǎn)，為此本文中離心式空壓機(jī)產(chǎn)生產(chǎn)生故障的原因進(jìn)行分析，然后對(duì)其采取有效的措施進(jìn)行故障處理，提升離心式空壓機(jī)的工作效果。
異常振動(dòng)和噪聲
Q: 不對(duì)中
A: 卸下聯(lián)軸器，使原動(dòng)機(jī)單獨(dú)轉(zhuǎn)如果原動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，時(shí)沒(méi)有異常振動(dòng) 則故障可能由不對(duì)中引起;檢查對(duì)中情況并參照安裝說(shuō)明書(shū)。
Q: 壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子不平衡
A: 檢查轉(zhuǎn)子，看是否由污垢或損沐引起:如有必要應(yīng)對(duì)轉(zhuǎn)子重新行平衡。
Q: 葉輪損壞
A: 檢查葉輪，必要時(shí)進(jìn)行修復(fù)或更換。
Q: 軸承不正常產(chǎn)生原因
A: 檢查軸承、調(diào)整間隙，必要時(shí)修復(fù)或更換處理方法。
Q: 聯(lián)軸器故障或不平衡
A: 檢查聯(lián)軸節(jié)平衡情況，檢查聯(lián)軸器螺栓、螺母。
Q: 密封環(huán)不良
A: 檢查測(cè)定密封環(huán)間隙，必要時(shí)候修復(fù)或更換。
Q: 油壓、油溫不正常
A: 檢查測(cè)定密封環(huán)間隙，必檢查各注油點(diǎn)油壓、油溫及油系統(tǒng)工作情況，發(fā)現(xiàn)異常設(shè)法調(diào)整。要時(shí)候修復(fù)或更換。
展開(kāi) ANSYS Forte對(duì)容積式壓縮機(jī)的仿真優(yōu)勢(shì)及應(yīng)用
周朦佳
上海安世亞太
容積式壓縮機(jī)作為一種通用流體機(jī)械得到廣泛應(yīng)用，相對(duì)于速度式壓縮機(jī)具有適應(yīng)性強(qiáng)、壓力比高和熱效率高等優(yōu)點(diǎn)。常見(jiàn)的容積式壓縮機(jī)如往復(fù)式、螺桿式、渦旋式及轉(zhuǎn)子式等，隨著氣腔容積的由小到大再變小，發(fā)生周期性的變化，完成吸氣、壓縮和排氣過(guò)程。
隨著數(shù)值計(jì)算技術(shù)的飛速發(fā)展，仿真技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用逐漸深入，越來(lái)越多的企業(yè)開(kāi)始嘗試運(yùn)用仿真的手段解決其工業(yè)產(chǎn)品的性能等關(guān)鍵問(wèn)題，以減少試驗(yàn)次數(shù)，降低樣件試制成本，提高產(chǎn)品穩(wěn)定性與可靠性來(lái)進(jìn)一步提升市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。那么如何運(yùn)用合適的CAE軟件進(jìn)行高效的仿真顯得尤為重要。
ANSYS Forte 結(jié)合了CHEMKIN-PRO求解器技術(shù)的內(nèi)燃機(jī)CFD仿真工具包，含有多組分燃燒模型并結(jié)合復(fù)雜的噴霧動(dòng)力學(xué)，可以在短時(shí)間內(nèi)完成詳細(xì)化學(xué)的計(jì)算，能夠?qū)缀跞我馊剂系膬?nèi)燃機(jī)進(jìn)行穩(wěn)健并精確的計(jì)算，同時(shí)在新版本中推出了針對(duì)于容積式壓縮機(jī)的分析方法，本文主要圍繞新功能而展開(kāi)，讓大家能夠更直觀地了解Forte在模擬壓縮機(jī)運(yùn)行過(guò)程中的一些較為突出的功能優(yōu)勢(shì)。
CFD難點(diǎn)分析
容積式壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，其空腔容積會(huì)周期性的變化，流體的可壓縮高。動(dòng)靜壁面間存在狹小的間隙（一般都是幾十個(gè)微米的大小，甚至更小），影響泄露；且出口排氣流動(dòng)復(fù)雜，會(huì)影響壓縮機(jī)的流動(dòng)、氣液分離、振動(dòng)與噪聲等性能。
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