往復式壓縮機因其優(yōu)越的性能,在工業(yè)部門中應用廣泛,消耗的能源也非常巨大。壓縮機在工作過程中,產(chǎn)生能量損失是不可避免的,所以利用仿真和實驗手段研究壓縮機內(nèi)部熱力過程,對節(jié)約能源、優(yōu)化性能具有重要意義。針對往復式壓縮機工作過程,分階段建立微分方程。利用動態(tài)仿真工具Matlab/Simulink進行建模,模型具有很好的可視性和交互性。利用壓縮機性能試驗臺對性能參數(shù)進行檢測,將實驗結(jié)果與仿真結(jié)果對比,兩者結(jié)果吻合度較高,驗證了模型正確性。對比實驗與仿真得到的結(jié)果,得到進排氣過程中的功率損失約占指示功率的10%。隨著壓比的增加,壓縮機的容積效率和絕熱效率都呈現(xiàn)下降趨勢,當壓比從2.5上升至3.75時,容積效率由0.83下降至0.72,絕熱效率從0.73下降到0.66。創(chuàng)新性地研究了余隙容積及排氣壓力對膨脹過程的影響,得到余隙容積和排氣壓力變化時,氣體膨脹體積的變化規(guī)律。研究結(jié)果可以為提高壓縮機的運行經(jīng)濟性提供參考,為通過改變余隙容積以優(yōu)化結(jié)構(gòu)設計的方法提供理論依據(jù)。

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
        1.1.1 課題研究背景
        1.1.2 往復壓縮機課題研究意義
    1.2 仿真技術概述
        1.2.1 仿真技術概念及特點
        1.2.2 仿真建模方法
        1.2.3 仿真算法
        1.2.4 仿真技術在壓縮機研究中的應用
    1.3 往復式壓縮機研究現(xiàn)狀與發(fā)展方向
        1.3.1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.2 往復式壓縮機發(fā)展方向
    1.4 課題研究對象
    1.5 本文主要工作
第2章 往復式壓縮機工作原理及其模型建立
    2.1 往復式壓縮機工作原理和基本假設
        2.1.1 往復式壓縮機工作原理
        2.1.2 模型建立基本假設
    2.2 往復式壓縮機熱力過程微分方程建立
        2.2.1 基本微分方程
        2.2.2 膨脹階段方程
        2.2.3 氣閥運動方程
        2.2.4 吸氣階段方程
        2.2.5 壓縮階段方程
        2.2.6 排氣階段方程
    2.3 本章小結(jié)
第3章 基于Simulink的往復式壓縮機熱力過程仿真
    3.1 Simulink交互集成仿真環(huán)境
        3.1.1 Simulink仿真環(huán)境
        3.1.2 Simulink建模基本結(jié)構(gòu)
        3.1.3 仿真參數(shù)設置
        3.1.4 子系統(tǒng)的創(chuàng)建(Subsystem)及封裝(Masking)
    3.2 Simulink壓縮機仿真系統(tǒng)方案設計
        3.2.1 方案設計
    3.3 Simulink往復式壓縮機仿真系統(tǒng)構(gòu)成
        3.3.1 往復式壓縮機整體仿真模型
        3.3.2 往復式壓縮機整體仿真模型構(gòu)成
        3.3.3 確定模型求解器及邊界條件
    3.4 本章小結(jié)
第4章 往復式壓縮機熱力過程實驗
    4.1 實驗原理
    4.2 試驗平臺介紹
        4.2.1 實驗裝置
        4.2.2 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)
        4.2.3 測試軟件
    4.3 實驗方案
    4.4 本章小結(jié)
第5章 Simulink仿真模型的驗證與結(jié)果分析
    5.1 壓縮機實驗結(jié)果與仿真結(jié)果對比分析
        5.1.1 壓縮機實際p-V圖與模擬p-V圖對比
        5.1.2 實驗結(jié)果與仿真結(jié)果對比
    5.2 壓縮機內(nèi)部熱力過程分析
        5.2.1 壓縮機效率隨壓比的變化分析
        5.2.2 閥片運動損失隨壓比的變化分析
        5.2.3 壓縮機排氣壓力與閥片位移的對比分析
    5.3 膨脹過程影響因素分析
        5.3.1 余隙容積對膨脹體積影響的分析
        5.3.2 排氣壓力對膨脹體積影響的分析
    5.4 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻
致謝
攻讀碩士學位期間發(fā)表論文



本文編號：3816904