本文關(guān)鍵詞：往復(fù)式迷宮密封壓縮機(jī)氣缸系統(tǒng)熱機(jī)耦合與流場有限元分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：低溫BOG往復(fù)式迷宮密封壓縮機(jī)工作時(shí)吸排氣溫度低、壓力大，其氣缸與活塞體均承受較大的低溫載荷與機(jī)械載荷，本文針對沈陽遠(yuǎn)大壓縮機(jī)股份有限公司的某型號(hào)往復(fù)式迷宮密封壓縮機(jī)進(jìn)行研究。由于該型號(hào)壓縮機(jī)氣缸系統(tǒng)中各零部件的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，導(dǎo)致氣缸系統(tǒng)各零部件的熱應(yīng)力與機(jī)械應(yīng)力分布較不均勻，容易發(fā)生破壞。因此，，分析和研究該型號(hào)壓縮機(jī)氣缸系統(tǒng)零部件的溫度載荷與機(jī)械強(qiáng)度，特別是熱機(jī)耦合方面的綜合性問題對于提高壓縮機(jī)的工作穩(wěn)定性、工作效率、以及經(jīng)濟(jì)性都具有重要的意義。 本文首先介紹了CAE技術(shù)在壓縮機(jī)領(lǐng)域中的相關(guān)應(yīng)用以及熱機(jī)耦合數(shù)值分析技術(shù)和CFD技術(shù)在壓縮機(jī)分析中的應(yīng)用。論述了壓縮機(jī)氣缸和活塞體的在傳熱及熱應(yīng)力方面的基本理論、方程及有限元分析的求解方法。 本文中間部分采用有限元分析方法分別對壓縮機(jī)的氣缸和活塞體進(jìn)行溫度場、應(yīng)力場以及熱機(jī)耦合三個(gè)方面分析。在有限元分析過程中，根據(jù)相關(guān)資料建立氣缸與活塞體三維模型，導(dǎo)入ANSYS軟件并進(jìn)行網(wǎng)格劃分，根據(jù)相關(guān)經(jīng)驗(yàn)公式并結(jié)合具體工況參數(shù)，確定邊界條件，進(jìn)行有限元分析。 最后，本文應(yīng)用CFD軟件FLUENT對氣體壓縮過程中的溫度和壓力進(jìn)行數(shù)值模擬分析。在模擬分析過程中，討論了流場數(shù)值模擬分析的流程，重點(diǎn)對流體流動(dòng)的相關(guān)控制方程進(jìn)行論述，并通過運(yùn)用動(dòng)網(wǎng)格技術(shù)對氣缸內(nèi)氣體的溫度與壓力隨曲柄轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)動(dòng)的變化過程進(jìn)行全面求解。
【關(guān)鍵詞】：氣缸 活塞體 有限元 熱機(jī)耦合 CFD
【學(xué)位授予單位】：沈陽工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TH457
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第一章 緒論11-17
• 1.1 課題研究的目的及意義11-12
• 1.2 熱機(jī)耦合數(shù)值分析技術(shù)12-14
• 1.2.1 熱機(jī)耦合方法的分類12
• 1.2.2 熱機(jī)耦合分析技術(shù)國內(nèi)外發(fā)展概況12-14
• 1.3 CFD 輔助工程的應(yīng)用14-16
• 1.3.1 CFD 輔助工程14-15
• 1.3.2 CFD 輔助工程的發(fā)展概況15-16
• 1.4 課題的主要研究內(nèi)容16-17
• 第二章 壓縮機(jī)氣缸及活塞體熱負(fù)荷分析模型及研究方法17-25
• 2.1 壓縮機(jī)氣缸及活塞體的傳熱模型17-19
• 2.1.1 傳熱分析的理論基礎(chǔ)17-18
• 2.1.2 導(dǎo)熱微分方程18-19
• 2.2 壓縮機(jī)氣缸及活塞體的熱應(yīng)力基本方程和定解條件19-22
• 2.2.1 熱彈性問題的基本方程19-20
• 2.2.2 熱彈性問題的邊界條件20-21
• 2.2.3 導(dǎo)熱問題的有限元分析理論21-22
• 2.3 壓縮機(jī)氣缸及活塞體熱負(fù)荷分析的有限元方法22-23
• 2.3.1 有限元分析方法概述22
• 2.3.2 有限元分析方法基本求解過程22-23
• 2.4 幾何建模軟件及有限元分析工具23-24
• 2.4.1 幾何建模軟件23
• 2.4.2 有限元分析軟件23-24
• 2.5 本章小結(jié)24-25
• 第三章 氣缸應(yīng)力與應(yīng)變的有限元分析25-39
• 3.1 氣缸的建模及網(wǎng)格處理25-27
• 3.1.1 氣缸體的幾何模型25-26
• 3.1.2 氣缸體的網(wǎng)格劃分26-27
• 3.2 氣缸熱機(jī)耦合分析的邊界條件27-31
• 3.2.1 計(jì)算氣缸體的熱邊界條件27-30
• 3.2.2 氣缸的工作載荷及位移約束30-31
• 3.2.3 氣缸的材料特性31
• 3.3 氣缸的穩(wěn)態(tài)溫度場及熱應(yīng)力計(jì)算31-35
• 3.3.1 標(biāo)準(zhǔn)工況下氣缸的穩(wěn)態(tài)溫度場分布31-33
• 3.3.2 標(biāo)準(zhǔn)工況下氣缸的熱應(yīng)力與熱變形33-35
• 3.4 機(jī)械載荷作用下氣缸的應(yīng)力與應(yīng)變分析35-37
• 3.4.1 機(jī)械載荷作用下氣缸的應(yīng)力分布35-36
• 3.4.2 機(jī)械載荷作用下氣缸的應(yīng)變36-37
• 3.5 氣缸的復(fù)合應(yīng)力與應(yīng)變分析37-38
• 3.5.1 復(fù)合載荷作用下氣缸的應(yīng)力分布37-38
• 3.5.2 氣缸在綜合應(yīng)力作用下的變形量分布與分析38
• 3.6 本章小結(jié)38-39
• 第四章 活塞體應(yīng)力與應(yīng)變的有限元分析39-56
• 4.1 活塞體的建模及網(wǎng)格處理39-41
• 4.1.1 活塞體幾何模型構(gòu)建39-40
• 4.1.2 活塞體網(wǎng)格劃分40-41
• 4.2 活塞體邊界條件41-48
• 4.2.1 活塞體接觸問題的處理41-42
• 4.2.2 計(jì)算活塞體的熱邊界條件42-44
• 4.2.3 活塞的材料特性44
• 4.2.4 氣缸的機(jī)械載荷及位移約束44-48
• 4.3 活塞的溫度場及熱應(yīng)力計(jì)算48-51
• 4.3.1 標(biāo)準(zhǔn)工況下活塞的溫度場及熱通率48-50
• 4.3.2 溫度載荷作用下活塞的熱應(yīng)力及熱變形50-51
• 4.4 活塞的機(jī)械應(yīng)力與應(yīng)變51-53
• 4.4.1 機(jī)械載荷作用下活塞體的應(yīng)力分布51-52
• 4.4.2 機(jī)械載荷作用下活塞體的應(yīng)變52-53
• 4.5 復(fù)合載荷作用下活塞體的應(yīng)力與應(yīng)變53-55
• 4.5.1 復(fù)合載荷作用下活塞體的應(yīng)力分布53-54
• 4.5.2 復(fù)合載荷作用下活塞體的應(yīng)變54-55
• 4.6 本章小結(jié)55-56
• 第五章 氣體壓縮過程數(shù)值模擬分析56-73
• 5.1 幾何模型的構(gòu)造56-57
• 5.2 氣缸內(nèi)流場數(shù)值模擬分析流程57-61
• 5.2.1 求解步驟57-58
• 5.2.2 流體流動(dòng)的控制方程58-59
• 5.2.3 標(biāo)準(zhǔn) k 模型的控制方程組59-60
• 5.2.4 動(dòng)網(wǎng)格守恒方程60-61
• 5.2.5 計(jì)算方法61
• 5.3 網(wǎng)格劃分61-64
• 5.3.1 網(wǎng)格的劃分及邊界條件61-62
• 5.3.2 動(dòng)網(wǎng)格的劃分62-64
• 5.4 氣體壓縮過程的數(shù)值模擬分析64-72
• 5.4.1 氣體壓縮過程中缸內(nèi)壓力變化規(guī)律64-67
• 5.4.2 氣體壓縮過程中缸內(nèi)平均壓力變化規(guī)律67-68
• 5.4.3 氣體壓縮過程中溫度變化規(guī)律68-71
• 5.4.4 氣體壓縮過程中缸內(nèi)平均溫度變化規(guī)律71-72
• 5.5 本章小結(jié)72-73
• 第六章 結(jié)論73-75
• 6.1 結(jié)論73
• 6.2 展望73-75
• 參考文獻(xiàn)75-77
• 在學(xué)研究成果77-78
• 致謝78

【共引文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 李芳,羅新民,李殿凱;膜沸騰階段對豎直淬火件軸向硬度的影響[J];兵器材料科學(xué)與工程;2005年02期

2 錢可元;劉洪濤;羅毅;;熱阻網(wǎng)絡(luò)法在半導(dǎo)體照明光源熱分析中的應(yīng)用[J];半導(dǎo)體光電;2011年02期

3 白義奎;李天來;張文基;;日光溫室地基溫度場數(shù)學(xué)模型及試驗(yàn)分析[J];北方園藝;2010年13期

4 何仁;趙萬忠;胡青訓(xùn);;永磁式緩速器轉(zhuǎn)子鼓瞬態(tài)溫度場的計(jì)算方法[J];兵工學(xué)報(bào);2007年01期

5 谷玉海;孟玲霞;徐小力;;智能化多通道風(fēng)速測量儀器研究[J];北京信息科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2011年04期

6 鄭力銘;吳大方;王岳武;高鎮(zhèn)同;;金屬蜂窩板高溫環(huán)境下的隔熱性能試驗(yàn)與計(jì)算[J];北京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào);2012年06期

7 蔣劍良;MEMS多層懸梁微執(zhí)行器的電-熱分析模型研究[J];北京理工大學(xué)學(xué)報(bào);2005年06期

8 賞國鋒;周先桃;劉海峰;潘家禎;;金屬傳熱面上的化學(xué)腐蝕和表面微尺度的研究[J];表面技術(shù);2010年01期

9 徐志祥;葉志文;胡毅亭;劉大斌;衛(wèi)延安;;基于有限元分析的泵送過程螺桿泵受熱研究[J];爆破器材;2009年06期

10 黃菲菲;呂森;;功率變換器肋片散熱器的理論分析與優(yōu)化設(shè)計(jì)[J];變頻器世界;2012年04期

中國重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 吳鵬松;吳朝野;周東華;;適應(yīng)性非線性前饋控制系統(tǒng)在鋼軌熱處理中的應(yīng)用研究[A];中國計(jì)量協(xié)會(huì)冶金分會(huì)2012年會(huì)暨能源計(jì)量與節(jié)能降耗經(jīng)驗(yàn)交流會(huì)論文集[C];2012年

2 趙宇;王兵;;空間光學(xué)遙感器電子設(shè)備熱分析應(yīng)用[A];中國光學(xué)學(xué)會(huì)2010年光學(xué)大會(huì)論文集[C];2010年

3 賞國鋒;沈國清;;海水淡化膜蒸餾裝置傳熱表面的處理[A];第六屆全國環(huán)境化學(xué)大會(huì)暨環(huán)境科學(xué)儀器與分析儀器展覽會(huì)摘要集[C];2011年

4 劉肖;傘海生;陳旭遠(yuǎn);;固支梁結(jié)構(gòu)的電容式RF MEMS開關(guān)的機(jī)電耦合模擬[A];第九屆全國振動(dòng)理論及應(yīng)用學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2007年

5 束瑛;;大型有源相控陣?yán)走_(dá)天線陣面風(fēng)冷優(yōu)化設(shè)計(jì)[A];中國電子學(xué)會(huì)電子機(jī)械工程分會(huì)2009年機(jī)械電子學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2009年

6 吳巍;牛軍燕;沈春燕;;基于ANSYS的自動(dòng)換刀機(jī)械手的有限元分析[A];全國先進(jìn)制造技術(shù)高層論壇暨第九屆制造業(yè)自動(dòng)化與信息化技術(shù)研討會(huì)論文集[C];2010年

7 林冰;金曉飛;孫鵬程;吳聚龍;馮國軍;;南京南站屋蓋網(wǎng)架露天施工日照溫度場研究[A];第四屆全國鋼結(jié)構(gòu)工程技術(shù)交流會(huì)論文集[C];2012年

8 宋蓓莉;楊電;趙先明;徐紅春;;熱分布對XFP模塊壽命的影響研究[A];第十八屆十三省市光學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2010年

9 吳鵬松;吳朝野;周東華;;鋼軌在線熱處理自適應(yīng)逆控制系統(tǒng)研究[A];冶金企業(yè)自動(dòng)化、信息化與創(chuàng)新——全國冶金自動(dòng)化信息網(wǎng)建網(wǎng)30周年論文集[C];2007年

10 袁國;王國棟;王昭東;王黎筠;;熱軋鋼板高強(qiáng)度均勻化冷卻技術(shù)的研究與應(yīng)用[A];第七屆(2009)中國鋼鐵年會(huì)大會(huì)論文集(中)[C];2009年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 高曉陽;甘肅河西大麥麥芽干燥控制系統(tǒng)研究[D];甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué);2010年

2 王德廣;金屬粉末高致密化成形及其數(shù)值模擬研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2010年

3 祝紅梅;醫(yī)療廢物中典型組分的熱解焚燒特性及回轉(zhuǎn)式流化冷渣三段焚燒系統(tǒng)的數(shù)值模擬[D];浙江大學(xué);2009年

4 齊平;夾河礦HEMS深井降溫系統(tǒng)熱能交換分析[D];中國礦業(yè)大學(xué)（北京）;2011年

5 謝方偉;溫度場及變形界面對液粘傳動(dòng)特性影響規(guī)律的研究[D];中國礦業(yè)大學(xué);2010年

6 吳玉國;冷熱原油順序輸送技術(shù)研究[D];中國石油大學(xué);2010年

7 徐慧寧;流體加熱道路融雪系統(tǒng)溫—濕耦合融雪模型及仿真分析[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2011年

8 汪洪峰;7022鋁合金攪拌摩擦連接工藝及后續(xù)銑削變形研究[D];南京航空航天大學(xué);2011年

9 靳冬歡;連續(xù)波HF化學(xué)激光器環(huán)柱型增益發(fā)生器研究[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2011年

10 劉源l

本文編號(hào)：278186