本文關(guān)鍵詞：往復(fù)式壓縮機(jī)工作過程模擬計(jì)算及試驗(yàn)研究

  更多相關(guān)文章： 往復(fù)式壓縮機(jī) 仿真 流場(chǎng) 效率 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

【摘要】：往復(fù)式壓縮機(jī)在市場(chǎng)上占據(jù)著重要的地位，同時(shí)消耗的能源也非常巨大。壓縮機(jī)在運(yùn)行過程中，不可避免的會(huì)產(chǎn)生能量損失，所以研究壓縮機(jī)氣缸內(nèi)部熱力工作過程，對(duì)節(jié)約能耗、改進(jìn)工作性能有重大意義。 本文針對(duì)往復(fù)式壓縮機(jī)的工作過程，研究壓縮機(jī)氣缸內(nèi)流場(chǎng)變化規(guī)律，建立缸內(nèi)氣體運(yùn)動(dòng)參數(shù)變化的數(shù)學(xué)模型。總結(jié)氣缸內(nèi)熱力過程主要包括能量守恒方程和質(zhì)量守恒方程，并與閥片的運(yùn)動(dòng)方程進(jìn)行耦合計(jì)算，結(jié)合閥片開啟和關(guān)閉條件、氣體傳熱方程等，聯(lián)立求解得到壓縮機(jī)示功圖以及閥片運(yùn)動(dòng)規(guī)律。 對(duì)缸內(nèi)氣體進(jìn)行CFD仿真研究，將氣缸作為控制容積建立模型，對(duì)模型劃分網(wǎng)格并設(shè)置活塞動(dòng)網(wǎng)格事件，，對(duì)缸內(nèi)氣體的瞬時(shí)參數(shù)包括速度場(chǎng)、壓力場(chǎng)、平均湍動(dòng)能、平均質(zhì)量等變化進(jìn)行研究，得到了缸內(nèi)氣體流動(dòng)狀態(tài)隨壓比、轉(zhuǎn)速等工況變化的規(guī)律。 搭建壓縮機(jī)試驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，主要是對(duì)氣體熱力學(xué)參數(shù)變化的檢測(cè)。試驗(yàn)臺(tái)通過Labview平臺(tái)開發(fā)了測(cè)試軟件，對(duì)容積式壓縮機(jī)運(yùn)行過程中測(cè)得的轉(zhuǎn)速、溫度、壓力、流量、功率等熱力參數(shù)進(jìn)行計(jì)算處理，獲得壓縮機(jī)工作過程指示圖（p-V圖），用以觀察壓縮機(jī)運(yùn)行狀態(tài)并驗(yàn)證數(shù)值模擬結(jié)果。 對(duì)比實(shí)驗(yàn)與仿真得到的宏觀性能結(jié)果，輸氣量誤差為10.4%。對(duì)比實(shí)際與理論p-V圖，得到進(jìn)排氣過程的功率損失約占實(shí)際功率的10%。隨著壓比和轉(zhuǎn)速的增加，進(jìn)排氣過程的阻力損失增大，進(jìn)氣量減少，氣體的平均湍動(dòng)能和速度升高，容積效率和絕熱效率都呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。當(dāng)壓比從2.2增加到3.2時(shí)，容積效率從0.82下降到0.73，而絕熱效率則從0.72下降到0.67。在氣缸工作時(shí)，進(jìn)氣閥下方接近活塞位置壓力較高，活塞環(huán)負(fù)荷較大，容易產(chǎn)生泄露。在曲軸轉(zhuǎn)角295°CA時(shí)，溫度達(dá)到最高435.7K。在轉(zhuǎn)角275°CA（即活塞距離下止點(diǎn)0.0578m）之后，氣體溫度達(dá)到400K，建議增加滑油等冷卻手段。
【關(guān)鍵詞】：往復(fù)式壓縮機(jī) 仿真 流場(chǎng) 效率 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
【學(xué)位授予單位】：河南科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TH45
【目錄】：

• 摘要2-4
• ABSTRACT4-9
• 第1章 緒論9-17
• 1.1 課題研究背景及意義9-11
• 1.1.1 往復(fù)式壓縮機(jī)概述9-10
• 1.1.2 課題研究的意義10-11
• 1.2 課題的研究現(xiàn)狀與發(fā)展方向11-14
• 1.2.1 國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.2 往復(fù)式壓縮機(jī)的研究方向13-14
• 1.2.3 影響往復(fù)式壓縮機(jī)性能的因素14
• 1.3 本文主要工作14-17
• 第2章 往復(fù)式壓縮機(jī)氣缸內(nèi)部熱力模型17-29
• 2.1 概述17-18
• 2.2 建立方程18-27
• 2.2.1 能量守恒方程19-20
• 2.2.2 質(zhì)量守恒方程20-22
• 2.2.3 氣閥運(yùn)動(dòng)方程22-24
• 2.2.4 缸內(nèi)氣體傳熱模型24-25
• 2.2.5 缸內(nèi)氣體容積方程25-26
• 2.2.6 實(shí)際氣體狀態(tài)方程26-27
• 2.2.7 建立方程組27
• 2.3 數(shù)學(xué)模型的求解27-28
• 2.4 本章小結(jié)28-29
• 第3章 往復(fù)式壓縮機(jī)氣缸流場(chǎng)研究29-49
• 3.1 CFD 流體計(jì)算理論基礎(chǔ)29-33
• 3.1.1 計(jì)算流體力學(xué)概述29-30
• 3.1.2 CFD 的基本控制方程30-32
• 3.1.3 CFD 的模擬求解過程32-33
• 3.2 缸內(nèi)流體的 CFD 仿真33-40
• 3.2.1 活塞壓縮機(jī)缸內(nèi)流場(chǎng)的基本特性33-34
• 3.2.2 建立幾何模型34-35
• 3.2.3 劃分網(wǎng)格35-37
• 3.2.4 確定數(shù)值計(jì)算的模型和邊界條件37-40
• 3.3 流場(chǎng)模擬結(jié)果與分析40-48
• 3.3.1 缸內(nèi)流體的速度矢量圖分析41-45
• 3.3.2 缸內(nèi)流體的壓力變化分析45-48
• 3.4 本章小結(jié)48-49
• 第4章 往復(fù)式壓縮機(jī)熱力過程的實(shí)驗(yàn)測(cè)試49-59
• 4.1 實(shí)驗(yàn)主要研究?jī)?nèi)容49
• 4.2 壓縮機(jī)內(nèi)部熱力過程試驗(yàn)臺(tái)49-53
• 4.2.1 試驗(yàn)臺(tái)原理49-50
• 4.2.2 試驗(yàn)臺(tái)主要設(shè)備50-53
• 4.3 試驗(yàn)臺(tái)數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)53-54
• 4.3.1 壓縮機(jī)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)的采集原理53
• 4.3.2 測(cè)試軟件的開發(fā)53-54
• 4.4 測(cè)試方案54-57
• 4.4.1 壓縮機(jī)效率測(cè)試54-55
• 4.4.2 p-V 圖測(cè)試55-57
• 4.5 本章小結(jié)57-59
• 第5章 模擬計(jì)算驗(yàn)證與結(jié)果分析59-71
• 5.1 壓縮機(jī)的工作性能與仿真結(jié)果對(duì)比59-61
• 5.1.1 壓縮機(jī)效率隨壓比的變化規(guī)律59-60
• 5.1.2 壓縮機(jī)效率隨轉(zhuǎn)速的變化規(guī)律60
• 5.1.3 實(shí)驗(yàn)與仿真結(jié)果對(duì)比60-61
• 5.2 壓縮機(jī)內(nèi)部熱力過程對(duì)比分析61-64
• 5.2.1 壓縮機(jī)的實(shí)際 p-V 圖與模擬 p-V 圖對(duì)比61-62
• 5.2.2 排氣閥片的運(yùn)動(dòng)分析62-63
• 5.2.3 壓縮機(jī)排氣壓力與閥片位移對(duì)比63-64
• 5.3 氣缸瞬時(shí)參數(shù)分析64-69
• 5.3.1 缸內(nèi)氣體平均壓力變化分析64-66
• 5.3.2 缸內(nèi)氣體平均溫度變化分析66
• 5.3.3 缸內(nèi)氣體平均速度變化分析66-67
• 5.3.4 缸內(nèi)氣體平均湍動(dòng)能變化分析67
• 5.3.5 缸內(nèi)氣體質(zhì)量變化分析67-69
• 5.4 本章小結(jié)69-71
• 第6章 總結(jié)與展望71-73
• 6.1 總結(jié)71-72
• 6.2 展望72-73
• 參考文獻(xiàn)73-77
• 致謝77-79
• 攻讀碩士學(xué)位期間的研究成果79

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 宋燁;制冷壓縮機(jī)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[J];長(zhǎng)沙航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào);2004年01期

本文編號(hào)：669934