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双螺杆压缩机的集成技术及应用

作　者: 卢超
导　师: 童水光
学　校: 浙江大学
专　业: 热能工程
关键词: 双螺杆 压缩机 型线 有限元 计算机仿真
分类号: TH455
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


双螺杆压缩机是一种容积式空气压缩机,其以结构紧凑,振动小,环境适应性好,操作方便,多相混输等诸多优点在石油、化工、空气动力等国民经济的各行各业起到了至关重要的作用。国外的研究开展较早,国内的起步较晚,多半以购买国外核心件外加简单附件加工和组装为主,所以自行研究经济实用,特别是核心件螺杆机头的设计加工原理和方法应用具有重要的意义。因此浙江大学联合省内著名的螺杆压缩机厂家-浙江红五环机械股份有限公司申报了省科技厅重大科技攻关项目-双螺杆压缩机的集成技术及应用。本人在参与该项目过程中具体做了如下的几点工作：1,大量检索和研究前人的书籍文献以及在与合作方的交流后,给出了当前国内外的双螺杆压缩机的研究现状和市场分析结果；2,总结型线设计原理、各类型线性能特点,给出了一种新的圆弧和圆弧包络线型线设计方案,并在相应软件内实现了该型线的绘制,及基于该型线的三维转子参数化建模；3,研究了螺杆压缩机的热力学特性,新方案转子的多工况热力学实验,给出了阴阳转子热态条件下的热场分布,热应力分布,热变形分布,指导冷态条件下转子加工和装配参数的确定；4,对双螺杆转子实现了静力学、动力学的计算仿真过程,特别是基于Nastran解算器的有限元分析和UG-ADAMS的机构运动仿真,实现计算机模拟干涉分析和动态力学变化分析；5,对螺杆压缩机整机建模,并实现了整机模态分析和优化,特别是分析各阶模态阵型,消除共振等诸多减振措施,还就压缩机的噪声原因进行了分析,给出了减振降噪的方案措施；6,设计出了具有自主专利的油气分离桶方案,尤其是设计前期的油气分离桶内气液两相多相流的CFD仿真过程,分离率的确定,对具体油气分离桶的设计参数起到重要的指导意义。

全文目录


致谢  4-5
摘要  5-6
ABSTRACT  6-9
1 绪论  9-18
  1.1 螺杆压缩机的结构、工作原理及分类  9-10
  1.2 螺杆压缩机的国内外研究现状及发展趋势  10-15
    1.2.1 国外研究现状与发展趋势  10-12
    1.2.2 国内研究现状与发展趋势  12-15
  1.3 项目提出的背景及意义  15-17
  1.4 本文研究的主要内容  17-18
2 螺杆压缩机几何特性的理论研究  18-28
  2.1 转子型线设计  18-23
    2.1.1 转子几何学及啮合原理  18
    2.1.2 型线方程、共轭曲线及啮合线方程  18-21
    2.1.3 型线发展及分类  21-23
  2.2 几何特性分析  23-25
    2.2.1 泄漏三角形  23-24
    2.2.2 齿间面积及齿间容积  24
    2.2.3 内容积比  24-25
  2.3 新型线的设计及计算机辅助几何造型  25-27
  2.4 本章小结  27-28
3 螺杆压缩机热力计算及转子热态分析  28-50
  3.1 热力学性能计算  28-39
    3.1.1 概述  28
    3.1.2 螺杆压缩机理论工作过程  28-29
    3.1.3 螺杆压缩机的工作特性  29-39
  3.2 阴阳转子热态研究  39-49
    3.2.1 转子三维热态有限元分析概述  40
    3.2.2 热态有限元边界条件及分析模型  40-43
    3.2.3 转子热态分析结果处理  43-49
  3.3 本章小结  49-50
4 螺杆压缩机转子受力分析及运动学仿真  50-62
  4.1 各向力的理论计算  50-53
  4.2 基于有限元的转子受力变形分析  53-56
    4.2.1 静力学有限元的理论基础  53
    4.2.2 转子模型及边界条件  53-54
    4.2.3 结果后处理  54-56
  4.3 基于动力学的运动仿真  56-61
    4.3.1 整机虚拟装配及干涉理论  56-57
    4.3.2 转子干涉研究  57-61
  4.4 本章小结  61-62
5 螺杆压缩机的动力学分析  62-70
  5.1 振动诊断及振动模态分析  62-68
    5.1.1 振动原因及措施  62-63
    5.1.2 振动测量  63-64
    5.1.3 振动模态  64-68
  5.2 噪声检测及降噪措施  68-69
  5.3 本章小结  69-70
6 油气分离器的结构设计及空气动力学研究  70-88
  6.1 油气分离机理及研究现状  70-72
  6.2 新型油气分离桶的设计  72-87
    6.2.1 计算流体力学基本理论  73-78
    6.2.2 数值模拟处理  78-81
    6.2.3 后处理分析  81-87
  6.3 本章小结  87-88
7 总结与展望  88-91
参考文献  91-95
攻读硕士期间发表的论文  95
作者攻读硕士学位期间参与的项目  95

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中图分类: > 工业技术 > 机械、仪表工业 > 气体压缩与输送机械 > 压缩机、压气机 > 回转式
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