本文關(guān)鍵詞：離心壓縮機軸位移故障機理研究，，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,離心壓縮機的性能直接影響生產(chǎn)的經(jīng)濟效益,而且其安全運行關(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,離心壓縮機經(jīng)常發(fā)生推力軸承燒瓦或磨損的軸位移故障。針對該問題,本文主要通過仿真研究和實驗分析的方法對離心壓縮機軸位移故障機理進行研究,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)計的問題。在仿真研究方面,首先利用CFX建立離心壓縮機整級全流道分析模型及利用Compal建立整機模型,建立包括輪盤和輪蓋側(cè)及密封間隙內(nèi)流場區(qū)域的數(shù)值模型,并準(zhǔn)確計算出轉(zhuǎn)子的氣動推力。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、軸瓦支點偏心和供油溫度,以及潤滑方式等因素的影響規(guī)律,達(dá)到對軸位移故障標(biāo)本兼治的目的。在實驗分析方面,在離心壓縮機半實物仿真實驗臺上,通過實驗驗證,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)果相對比,驗證仿真模擬可靠性的同時,對仿真模型進行了修正。研究離心壓縮機軸位移故障機理,可以在設(shè)計的源頭上遏制故障的發(fā)生,避免危害,為高端軸承的設(shè)計提供技術(shù)支持,同時對基于機理研究的數(shù)據(jù)曲線與設(shè)備運行情況進行實時的對比分析,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,并及時排除故障,可為高端壓縮機的開發(fā)提供技術(shù)支撐。
【關(guān)鍵詞】：軸位移故障機理 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)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TH452
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-16
• 符號說明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 離心壓縮機軸位移故障機理研究進展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 推力軸承實驗技術(shù)的發(fā)展23-26
• 1.3 本文主要工作26-30
• 第二章 離心壓縮機軸向力計算方法研究30-46
• 2.1 轉(zhuǎn)子氣動軸向推力的計算方法30-34
• 2.1.1 一般理論計算30-31
• 2.1.2 ANSYS CFX整級計算31-33
• 2.1.3 NREC Compal整機計算33-34
• 2.2 整機模型參數(shù)34-36
• 2.3 不同軸向力計算方法的比較36-44
• 2.3.1 理論計算結(jié)果36
• 2.3.2 CFX整級仿真分析36-40
• 2.3.3 Compal整機軸向力計算40-42
• 2.3.4 不同軸向力計算方法的結(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 軸瓦材料及潤滑油屬性51
• 3.3 Thrust仿真模擬計算推力軸承性能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 瓦塊支點偏心仿真分析57-60
• 3.4 ANSYS Workbench-CFX仿真模擬計算推力軸承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 不同潤滑方式的對比研究66-69
• 3.4.4 湍流模型對仿真結(jié)果的影響69-72
• 3.5 本章小結(jié)72-74
• 第四章 離心壓縮機實驗臺介紹74-86
• 4.1 離心壓縮機實驗臺概述74-76
• 4.2 離心壓縮機保護系統(tǒng)介紹76-82
• 4.2.1 油路潤滑系統(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)測系統(tǒng)79-80
• 4.2.4 振動監(jiān)測系統(tǒng)80-81
• 4.2.5 報警聯(lián)鎖系統(tǒng)81-82
• 4.3 推力軸承實驗臺結(jié)構(gòu)82-85
• 4.4 本章小結(jié)85-86
• 第五章 離心壓縮機推力軸承性能實驗研究86-98
• 5.1 推力軸承性能實驗86-87
• 5.1.1 實驗?zāi)康?/span>86
• 5.1.2 實驗過程86-87
• 5.2 高速下推力軸承箱的實驗問題分析87-90
• 5.2.1 高速實驗問題說明87-89
• 5.2.2 高速實驗問題的解決方法89-90
• 5.3 推力軸承性能實驗結(jié)果分析90-93
• 5.3.1 主副推力瓦溫度對比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 實驗結(jié)果對Thrust仿真模型的修正93-97
• 5.4.1 轉(zhuǎn)速對熱油傳遞因子取值的影響94-96
• 5.4.2 供油溫度對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)師簡介108-109
• 附件109-110

【參考文獻】

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本文編號：380540