采用編程計(jì)算與數(shù)值模擬對(duì)比分析的方法對(duì)多元混合制冷劑離心壓縮機(jī)壓縮性能進(jìn)行了研究;建立了離心壓縮機(jī)葉輪損失模型并利用MATLAB編程計(jì)算不同混合制冷劑重組分配比和不同進(jìn)口溫度下離心葉輪壓比及多變效率;通過(guò)ANSYS-CFX基于SST湍流模型對(duì)相同工況下離心葉輪內(nèi)部流場(chǎng)及壓縮性能進(jìn)行分析。結(jié)果表明:數(shù)值模擬性能參數(shù)變化趨勢(shì)與編程計(jì)算所得結(jié)果基本一致,葉輪多變效率隨進(jìn)口溫度升高而呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì);混合制冷劑中重組分的增加會(huì)使壓縮過(guò)程壓比升高,葉輪損失減小,葉輪多變效率升高;研究結(jié)果可為混合制冷劑離心壓縮過(guò)程進(jìn)口參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供理論參考。 

【文章來(lái)源】：機(jī)械設(shè)計(jì)與制造. 2021,(09)北大核心

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【部分圖文】：

離心壓縮機(jī)葉輪性能預(yù)測(cè)計(jì)算流程

重組分混合制冷劑由于相對(duì)分子質(zhì)量大，直接影響壓縮機(jī)耗功、混合制冷劑葉輪出口狀態(tài)及制冷量的變化。本次研究為分析重組分混合制冷劑及混合制冷劑進(jìn)口溫度對(duì)離心葉輪效率和壓比的影響，控制混合制冷劑總質(zhì)量流量不變，針對(duì)混合制冷劑重組分異丁烷含量的變化和混合制冷劑進(jìn)口溫度變化進(jìn)行MAT-LAB編程計(jì)算預(yù)測(cè)，相應(yīng)的改變輕組分甲烷及氮?dú)夂�。為�?zhǔn)確得到異丁烷含量對(duì)壓縮機(jī)葉輪壓比及多變效率的影響，擴(kuò)大異丁烷比例分配區(qū)間，從5%到35%每隔5個(gè)百分點(diǎn)取值，在分析進(jìn)口溫度對(duì)壓縮機(jī)葉輪壓比及多變效率的影響時(shí)，從283 K每3 K為一檢測(cè)區(qū)間進(jìn)行取值。由REFPROP軟件查得混合制冷劑進(jìn)口物性參數(shù)。壓縮機(jī)設(shè)計(jì)進(jìn)口壓力為0.3MPa，轉(zhuǎn)速為6720r/min，設(shè)計(jì)流量為42.388kg/s，混合制冷劑配比分配變化表如下所示。圖3 hp、η隨異丁烷含量的變化

圖2 t2、p2隨異丁烷含量的變化隨著重組分的含量升高，壓縮機(jī)的出口溫度及壓力均隨之上升，出口溫度上升趨勢(shì)從異丁烷含量20%后逐漸趨于平緩，多變能量頭的變化亦呈現(xiàn)相同的趨勢(shì)，相反葉輪出口壓力則在異丁烷含量為20%之后增加趨勢(shì)上升，如圖2、圖3所示。而對(duì)于多變效率，當(dāng)重組分含量在5%時(shí)，多變效率只有0.511，但隨著重組分含量的增加，多變效率也迅速上升，然而當(dāng)重組分濃度達(dá)到25%時(shí)，多變效率的增加區(qū)域平緩，即繼續(xù)增加重組分含量并不能有效提高壓縮機(jī)效率，但會(huì)使得壓縮機(jī)功耗增加，從而影響換熱器重的換熱平衡[5]。因此應(yīng)控制異丁烷含量在25%之內(nèi)，使離心葉輪損失處于最小值。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]氣體參數(shù)對(duì)燃驅(qū)壓縮機(jī)效率影響的對(duì)比分析與預(yù)測(cè)[J]. 劉子曉,梁偉.  北京石油化工學(xué)院學(xué)報(bào). 2017(04)
[2]纏繞管式換熱器的研究與開(kāi)發(fā)[J]. 張周衛(wèi),薛佳幸,汪雅紅,李躍.  機(jī)械設(shè)計(jì)與制造. 2015(09)
[3]葉輪損失模型對(duì)離心壓縮機(jī)性能預(yù)測(cè)的影響[J]. 李文華,鐘瑞興.  流體機(jī)械. 2008(04)
[4]制冷劑參數(shù)對(duì)混合制冷劑循環(huán)液化天然氣流程性能的影響[J]. 石玉美,顧安忠,汪榮順,魯雪生.  上海交通大學(xué)學(xué)報(bào). 2000(09)

碩士論文
[1]天然氣液化工藝中多元混合制冷劑循環(huán)的模擬實(shí)驗(yàn)研究[D]. 曹樂(lè).華南理工大學(xué) 2012



本文編號(hào)：3509893