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

【文章來源】：機械設(shè)計與制造. 2021,(09)北大核心

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

離心壓縮機葉輪性能預(yù)測計算流程

重組分混合制冷劑由于相對分子質(zhì)量大，直接影響壓縮機耗功、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口溫度對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，針對混合制冷劑重組分異丁烷含量的變化和混合制冷劑進口溫度變化進行MAT-LAB編程計算預(yù)測，相應(yīng)的改變輕組分甲烷及氮氣含量。為準(zhǔn)確得到異丁烷含量對壓縮機葉輪壓比及多變效率的影響，擴大異丁烷比例分配區(qū)間，從5%到35%每隔5個百分點取值，在分析進口溫度對壓縮機葉輪壓比及多變效率的影響時，從283 K每3 K為一檢測區(qū)間進行取值。由REFPROP軟件查得混合制冷劑進口物性參數(shù)。壓縮機設(shè)計進口壓力為0.3MPa，轉(zhuǎn)速為6720r/min，設(shè)計流量為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，壓縮機的出口溫度及壓力均隨之上升，出口溫度上升趨勢從異丁烷含量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，相反葉輪出口壓力則在異丁烷含量為20%之后增加趨勢上升，如圖2、圖3所示。而對于多變效率，當(dāng)重組分含量在5%時，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)重組分濃度達到25%時，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效率，但會使得壓縮機功耗增加，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】：
期刊論文
[1]氣體參數(shù)對燃驅(qū)壓縮機效率影響的對比分析與預(yù)測[J]. 劉子曉,梁偉.  北京石油化工學(xué)院學(xué)報. 2017(04)
[2]纏繞管式換熱器的研究與開發(fā)[J]. 張周衛(wèi),薛佳幸,汪雅紅,李躍.  機械設(shè)計與制造. 2015(09)
[3]葉輪損失模型對離心壓縮機性能預(yù)測的影響[J]. 李文華,鐘瑞興.  流體機械. 2008(04)
[4]制冷劑參數(shù)對混合制冷劑循環(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. 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)的模擬實驗研究[D]. 曹樂.華南理工大學(xué) 2012



本文編號：3509893