本文關(guān)鍵詞：離心壓縮機(jī)軸位移故障機(jī)理研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：在石油、化工和能源等工程領(lǐng)域,離心壓縮機(jī)的性能直接影響生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益,而且其安全運(yùn)行關(guān)乎整套裝置的可靠性,目前已成為石油、化工等生產(chǎn)裝置中備受關(guān)注的關(guān)鍵設(shè)備。在生產(chǎn)過程中,離心壓縮機(jī)經(jīng)常發(fā)生推力軸承燒瓦或磨損的軸位移故障。針對(duì)該問題,本文主要通過仿真研究和實(shí)驗(yàn)分析的方法對(duì)離心壓縮機(jī)軸位移故障機(jī)理進(jìn)行研究,研究軸位移故障是殘余軸向力過大的問題,還是推力軸承自身設(shè)計(jì)的問題。在仿真研究方面,首先利用CFX建立離心壓縮機(jī)整級(jí)全流道分析模型及利用Compal建立整機(jī)模型,建立包括輪盤和輪蓋側(cè)及密封間隙內(nèi)流場(chǎng)區(qū)域的數(shù)值模型,并準(zhǔn)確計(jì)算出轉(zhuǎn)子的氣動(dòng)推力。其次基于流熱固耦合(TEHD)的方法,利用Thrust程序和ANSYS Workbench-CFX軟件研究推力軸承性能受軸向力、轉(zhuǎn)速、軸瓦支點(diǎn)偏心和供油溫度,以及潤(rùn)滑方式等因素的影響規(guī)律,達(dá)到對(duì)軸位移故障標(biāo)本兼治的目的。在實(shí)驗(yàn)分析方面,在離心壓縮機(jī)半實(shí)物仿真實(shí)驗(yàn)臺(tái)上,通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,獲得高轉(zhuǎn)速下軸位移值、軸瓦最高溫度與不同轉(zhuǎn)速和軸向載荷之間的關(guān)系曲線,并與Thrust程序的仿真模擬結(jié)果相對(duì)比,驗(yàn)證仿真模擬可靠性的同時(shí),對(duì)仿真模型進(jìn)行了修正。研究離心壓縮機(jī)軸位移故障機(jī)理,可以在設(shè)計(jì)的源頭上遏制故障的發(fā)生,避免危害,為高端軸承的設(shè)計(jì)提供技術(shù)支持,同時(shí)對(duì)基于機(jī)理研究的數(shù)據(jù)曲線與設(shè)備運(yùn)行情況進(jìn)行實(shí)時(shí)的對(duì)比分析,在故障發(fā)生前,能夠預(yù)知故障的發(fā)生,判斷故障的位置和原因,并及時(shí)排除故障,可為高端壓縮機(jī)的開發(fā)提供技術(shù)支撐。
【關(guān)鍵詞】：軸位移故障機(jī)理 軸向力 推力軸承 流熱固耦合(TEHD)
【學(xué)位授予單位】：北京化工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TH452
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-16
• 符號(hào)說明16-18
• 第一章 緒論18-30
• 1.1 課題來源及研究背景18-20
• 1.1.1 課題來源18
• 1.1.2 研究背景及意義18-20
• 1.2 離心壓縮機(jī)軸位移故障機(jī)理研究進(jìn)展20-26
• 1.2.1 軸向力研究概述20-21
• 1.2.2 推力軸承性能仿真研究現(xiàn)狀21-23
• 1.2.3 推力軸承實(shí)驗(yàn)技術(shù)的發(fā)展23-26
• 1.3 本文主要工作26-30
• 第二章 離心壓縮機(jī)軸向力計(jì)算方法研究30-46
• 2.1 轉(zhuǎn)子氣動(dòng)軸向推力的計(jì)算方法30-34
• 2.1.1 一般理論計(jì)算30-31
• 2.1.2 ANSYS CFX整級(jí)計(jì)算31-33
• 2.1.3 NREC Compal整機(jī)計(jì)算33-34
• 2.2 整機(jī)模型參數(shù)34-36
• 2.3 不同軸向力計(jì)算方法的比較36-44
• 2.3.1 理論計(jì)算結(jié)果36
• 2.3.2 CFX整級(jí)仿真分析36-40
• 2.3.3 Compal整機(jī)軸向力計(jì)算40-42
• 2.3.4 不同軸向力計(jì)算方法的結(jié)果比較42-44
• 2.4 本章小結(jié)44-46
• 第三章 離心壓縮機(jī)推力軸承性能仿真研究46-74
• 3.1 控制方程及應(yīng)用理論介紹46-49
• 3.1.1 油膜厚度方程46
• 3.1.2 廣義雷諾方程46-47
• 3.1.3 三維能量方程47-48
• 3.1.4 彈性變形方程48
• 3.1.5 潤(rùn)滑油的黏溫-黏壓關(guān)系48
• 3.1.6 溝槽混合溫度模型48-49
• 3.2 推力軸承尺寸及其他物理參數(shù)49-51
• 3.2.1 推力軸承瓦塊的尺寸參數(shù)49-51
• 3.2.2 軸瓦材料及潤(rùn)滑油屬性51
• 3.3 Thrust仿真模擬計(jì)算推力軸承性能51-60
• 3.3.1 Thrust程序流程51-53
• 3.3.2 油膜厚度分析53-54
• 3.3.3 油膜壓力分析54-55
• 3.3.4 軸瓦溫度分析55-57
• 3.3.5 瓦塊支點(diǎn)偏心仿真分析57-60
• 3.4 ANSYS Workbench-CFX仿真模擬計(jì)算推力軸承60-72
• 3.4.1 Workbench流熱固耦合建模仿真流程60-62
• 3.4.2 ANSYS Workbench-CFX仿真結(jié)果分析62-66
• 3.4.3 不同潤(rùn)滑方式的對(duì)比研究66-69
• 3.4.4 湍流模型對(duì)仿真結(jié)果的影響69-72
• 3.5 本章小結(jié)72-74
• 第四章 離心壓縮機(jī)實(shí)驗(yàn)臺(tái)介紹74-86
• 4.1 離心壓縮機(jī)實(shí)驗(yàn)臺(tái)概述74-76
• 4.2 離心壓縮機(jī)保護(hù)系統(tǒng)介紹76-82
• 4.2.1 油路潤(rùn)滑系統(tǒng)76-78
• 4.2.2 水路冷卻系統(tǒng)78-79
• 4.2.3 軸瓦溫度等的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)79-80
• 4.2.4 振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)80-81
• 4.2.5 報(bào)警聯(lián)鎖系統(tǒng)81-82
• 4.3 推力軸承實(shí)驗(yàn)臺(tái)結(jié)構(gòu)82-85
• 4.4 本章小結(jié)85-86
• 第五章 離心壓縮機(jī)推力軸承性能實(shí)驗(yàn)研究86-98
• 5.1 推力軸承性能實(shí)驗(yàn)86-87
• 5.1.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/span>86
• 5.1.2 實(shí)驗(yàn)過程86-87
• 5.2 高速下推力軸承箱的實(shí)驗(yàn)問題分析87-90
• 5.2.1 高速實(shí)驗(yàn)問題說明87-89
• 5.2.2 高速實(shí)驗(yàn)問題的解決方法89-90
• 5.3 推力軸承性能實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析90-93
• 5.3.1 主副推力瓦溫度對(duì)比90-91
• 5.3.2 軸瓦溫度與供油溫度、轉(zhuǎn)速和軸向力的關(guān)系91-92
• 5.3.3 軸向位移與供油溫度、轉(zhuǎn)速和軸向力的關(guān)系92-93
• 5.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)Thrust仿真模型的修正93-97
• 5.4.1 轉(zhuǎn)速對(duì)熱油傳遞因子取值的影響94-96
• 5.4.2 供油溫度對(duì)熱油傳遞因子取值的影響96-97
• 5.5 本章小結(jié)97-98
• 第六章 總結(jié)與展望98-100
• 6.1 總結(jié)98
• 6.2 展望98-100
• 參考文獻(xiàn)100-104
• 致謝104-106
• 研究成果及發(fā)表學(xué)術(shù)論文106-108
• 作者與導(dǎo)師簡(jiǎn)介108-109
• 附件109-110

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：380540