化工离心压缩机混合气体热力特性与相似性研究

摘要

离心式压缩机广泛应用于化工、能源、航空动力等重要领域,在化工离心叶轮运行过程中,运行介质一般为实际气体,其热力性能与理想气体有较大区别,特别是混合实际气体,对离心压缩机的热力性能产生不可忽视的影响,在日益注重效率和节能的要求下,对以实际气体为介质的离心压缩机的热力性能研究成为关注重点。
　　本文从离心压缩机叶轮的CFD数值模拟出发,研究不同状态气体在压缩机运行时的物性变化及热力性能变化,明确离心式压缩机实际气体研究的目的。为快速获得离心压缩机中实际气体的热力参数和运行性能结果,结合实际气体热力学参数计算、压缩机性能参数计算并借助LabVIEW平台编译了实际计算软件,开发了“实际气体的物性计算软件系统”以及“实际气体离心式压缩机性能计算软件系统”,并在离心式压缩机性能计算的基础上,开发“实际气体相似变换模块”。“实际气体的物性计算软件系统”采用实际气体的纯组分及混合组份的热力学参数计算方法;“实际气体离心压缩机性能实时监测系统”基于离心式压缩机性能计算原理,融入实际气体热力学参数计算实现气动性能的实时计算;“实际气体相似变换模块”利用气动力学相似原理,根据已知工况的气动性能结果预测和确定指定工况下的压缩机气动性能。本文采用的计算方法全部与经典文献和实际压缩机试验测量进行了对比和验证。
　　本文对实际气体离心叶轮的数值模拟计算、实际气体热物性计算方法和软件以及实际气体离心式压缩机的性能计算、相似性变换系统,将有利于工程应用中实际气体热力性质的研究及离心式旋转机械气动设计技术的提升。

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第一章 绪论

1.1引言

1.2实际气体压缩机研究与应用

1.3离心式压缩机数值模拟方法与性能开发

1.4本文主要工作

第二章 离心式叶轮实际气体与理想气体气动计算与分析

2.1数值模拟湍流基本方程

2.2实际气体离心叶轮数值模拟

2.3计算结果及分析讨论

第三章 实际气体的物性计算及程序

3.1实际气体的物性计算原理与方法

3.2实际气体的物性计算软件

第四章 实际气体离心式压缩机性能实时监测

4.1实际气体离心式压缩机闭式试验装置介绍

4.2实际气体离心式压缩机性能计算

4.3实际气体离心式压缩机性能计算软件

4.4实际气体离心式压缩机性能计算软件验证

第五章 离心式压缩机热力相似性

5.1离心式压缩机相似原理

5.2离心式压缩机相似变换性能计算程序

第六章 结论与展望

6.1结论

6.2工作展望

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

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