本文關(guān)鍵詞：迷宮密封結(jié)構(gòu)參數(shù)化設(shè)計及有限元分析研究

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【摘要】：往復(fù)式壓縮機(jī)具有熱效率高、壓力范圍廣、適應(yīng)能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于石油化工領(lǐng)域。往復(fù)式壓縮機(jī)的效率與活塞和氣缸之間的密封結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。因此,如何提高密封質(zhì)量,降低活塞與氣缸間的泄漏量就成為十分關(guān)鍵的問題。迷宮密封作為一種非接觸密封,其加工成本低、性能可靠穩(wěn)定,近幾年被普遍應(yīng)用在往復(fù)式壓縮機(jī)上。但是,往復(fù)式壓縮機(jī)的制造屬于單件或者小批量,產(chǎn)品間型號差異大;迷宮密封結(jié)構(gòu)參數(shù)多,分析優(yōu)化時間長。因此,如何在較短的設(shè)計周期內(nèi)提高迷宮密封性能,就成為迷宮密封結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究領(lǐng)域的一個重要課題。本文以參數(shù)化設(shè)計理論為指導(dǎo)思想,流體力學(xué)基本方程為理論依據(jù),Pro/Engineer、FLUENT6.3和Access2007等軟件為研究工具,開展迷宮密封結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化的分析研究,具體研究方法如下:1.針對傳統(tǒng)試驗方法每次改變單一變量,導(dǎo)致試驗誤差大的問題,采用同時改變兩個變量的方法,研究試驗?zāi)繕?biāo)(泄漏量)同時受兩個變量作用的變化情況。2.針對迷宮密封結(jié)構(gòu)參數(shù)多,數(shù)值模擬試驗周期長的問題,通過正交試驗設(shè)計方法對迷宮密封結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行分組;使用Pro/Engineer軟件提供的Pro/PROGRAM參數(shù)化設(shè)計工具,將模型的各個尺寸參數(shù)化。只需在Pro/Engineer界面中輸入空腔具體尺寸值,即可快速生成新模型,節(jié)約建模時間。3.將第2步得到的迷宮空腔模型分別導(dǎo)入Gambit前處理軟件中,對各迷宮空腔模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分和邊界條件設(shè)定;然后將網(wǎng)格文件導(dǎo)入到FLUENT6.3中進(jìn)行數(shù)值模擬,分析壓力云圖、速度矢量圖和湍流動能云圖的變化規(guī)律,并得到壓力出口泄漏量的數(shù)值。4.針對傳統(tǒng)優(yōu)化方法只考慮數(shù)值模擬試驗的不足,將數(shù)值模擬結(jié)果、理論公式計算和極差分析相結(jié)合,分析泄漏量的變化趨勢和變化原因,并指出密封結(jié)構(gòu)參數(shù)的最優(yōu)結(jié)果。第3步和第4步是課題的核心內(nèi)容,也是研究工作的重點(diǎn)。5.將最優(yōu)結(jié)構(gòu)參數(shù)輸入到Access2007數(shù)據(jù)庫中,并建立一個與數(shù)據(jù)表和查詢相對應(yīng)的窗體。設(shè)計人員只需通過查詢窗體輸入查詢條件,就可以查詢出對應(yīng)型號往復(fù)式壓縮機(jī)迷宮密封的最優(yōu)結(jié)構(gòu)參數(shù)。
【關(guān)鍵詞】：迷宮密封 參數(shù)化設(shè)計 泄漏量 結(jié)構(gòu)優(yōu)化 分析研究
【學(xué)位授予單位】：沈陽理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TH45;TH136
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-13
• 第1章 緒論13-26
• 1.1 課題的背景及意義13-14
• 1.2 壓縮機(jī)概述14-18
• 1.2.1 壓縮機(jī)的分類14-15
• 1.2.2 壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)15-16
• 1.2.3 往復(fù)式壓縮機(jī)的主要參數(shù)和性能指標(biāo)16-17
• 1.2.4 往復(fù)式壓縮機(jī)未來發(fā)展方向17-18
• 1.3 PRO/ENGINEER參數(shù)化理論18-20
• 1.3.1 國內(nèi)外CAD技術(shù)的發(fā)展情況18-19
• 1.3.2 國內(nèi)外參數(shù)化設(shè)計的發(fā)展情況19-20
• 1.4 迷宮密封理論20-23
• 1.4.1 迷宮密封的機(jī)理20-21
• 1.4.2 迷宮密封的類型21-22
• 1.4.3 迷宮密封的特點(diǎn)22
• 1.4.4 迷宮密封的研究歷程22-23
• 1.5 數(shù)據(jù)庫應(yīng)用23-25
• 1.5.1 數(shù)據(jù)庫基本知識23-24
• 1.5.2 Access數(shù)據(jù)庫24-25
• 1.6 課題研究的主要內(nèi)容25
• 1.7 本章小結(jié)25-26
• 第2章 試驗設(shè)計和迷宮密封結(jié)構(gòu)參數(shù)化設(shè)計研究26-38
• 2.1 試驗設(shè)計概述26-28
• 2.1.1 試驗設(shè)計簡介26
• 2.1.2 試驗設(shè)計的基本概念26-28
• 2.2 正交試驗設(shè)計理論28
• 2.3 基于正交設(shè)計的試驗分組28-30
• 2.4 迷宮密封空腔模型的建立30-32
• 2.5 PRO/ENGINEER參數(shù)化設(shè)計的研究方法32-33
• 2.6 利用PRO/PROGRAM創(chuàng)建空腔模型的具體步驟33-37
• 2.7 本章小結(jié)37-38
• 第3章 迷宮密封和數(shù)值模擬的基礎(chǔ)理論38-44
• 3.1 流體力學(xué)的基本原理38-40
• 3.1.1 流體的基本性質(zhì)38-39
• 3.1.2 流體的連續(xù)介質(zhì)模型39
• 3.1.3 流體流動的分類及描述方法39-40
• 3.2 多變量函數(shù)40
• 3.3 計算流體力學(xué)（CFD）40-41
• 3.4 CFD軟件簡介41
• 3.5 泄漏量的理論計算方法41-43
• 3.6 本章小結(jié)43-44
• 第4章 基于FLUENT的數(shù)值模擬分析研究44-52
• 4.1 網(wǎng)格劃分及邊界條件設(shè)定44-45
• 4.1.1 網(wǎng)格簡介44-45
• 4.1.2 網(wǎng)格生成的通用方法45
• 4.2 數(shù)值模擬的基本參數(shù)設(shè)定45-48
• 4.3 數(shù)值模擬結(jié)果48-51
• 4.4 本章小結(jié)51-52
• 第5章 數(shù)值模擬結(jié)果分析和最優(yōu)結(jié)構(gòu)參數(shù)確定52-86
• 5.1 同時改變密封齒數(shù)和密封間隙52-57
• 5.1.1 數(shù)值模擬結(jié)果52-55
• 5.1.2 數(shù)值模擬結(jié)果分析55-57
• 5.2 同時改變密封齒數(shù)和空腔深寬比57-60
• 5.2.1 數(shù)值模擬結(jié)果57-59
• 5.2.2 數(shù)值模擬結(jié)果分析59-60
• 5.3 同時改變密封齒數(shù)和進(jìn)出.壓力比60-64
• 5.3.1 數(shù)值模擬結(jié)果60-63
• 5.3.2 數(shù)值模擬結(jié)果分析63-64
• 5.4 同時改變密封間隙和空腔深寬比64-67
• 5.4.1 數(shù)值模擬結(jié)果64-66
• 5.4.2 數(shù)值模擬結(jié)果分析66-67
• 5.5 同時改變密封間隙和進(jìn)出.壓力比67-70
• 5.5.1 數(shù)值模擬結(jié)果67-70
• 5.5.2 數(shù)值模擬結(jié)果分析70
• 5.6 同時改變空腔深寬比和進(jìn)出.壓力比70-73
• 5.6.1 數(shù)值模擬結(jié)果70-72
• 5.6.2 數(shù)值模擬結(jié)果分析72-73
• 5.7 試驗數(shù)據(jù)的極差分析73-81
• 5.7.1 三角形齒極差分析73-76
• 5.7.2 梯形齒極差分析76-78
• 5.7.3 矩形齒極差分析78-81
• 5.7.4 極差分析的結(jié)論81
• 5.8 經(jīng)驗公式計算結(jié)果分析81-84
• 5.9 數(shù)值模擬、極差分析和理論公式計算的綜合比較84-85
• 5.10 本章小結(jié)85-86
• 第6章 最優(yōu)密封結(jié)構(gòu)參數(shù)查詢功能的開發(fā)86-91
• 6.1 參數(shù)存儲和查詢的必要性86
• 6.2 ACCESS2007簡介86-87
• 6.3 ACCESS2007數(shù)據(jù)庫創(chuàng)建87-90
• 6.3.1 數(shù)據(jù)表的創(chuàng)建87-88
• 6.3.2 創(chuàng)建查詢88-89
• 6.3.3 創(chuàng)建窗體89-90
• 6.4 本章小結(jié)90-91
• 結(jié)論91-94
• 參考文獻(xiàn)94-98
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文和獲得的科研結(jié)果98-99
• 致謝99-100

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：711956