往复压缩机气流脉动仿真分析及大型输气站离心压缩机运行培训系统开发

摘要

论文分为往复压缩机气流脉动仿真分析和大型输气站离心压缩机培训系统开发两部分。
　　往复压缩机是用于压缩、驱动工艺气体的重要设备，被广泛使用于石油、化工、能源等流程工业中。由于往复压缩机结构复杂，其间歇性吸、排气的工作特点使得管路内形成呈周期性变化的气流脉动，成为激发管网振动的主要原因，造成了往复压缩机组事故频发，严重影响了企业的正常生产。
　　第一篇往复压缩机气流脉动仿真分析，通过对气流脉动传递机理进行理论分析，以平面波动理论为基础，建立了管路中常见的管件单元异径管与三通的气流脉动传递矩阵。并通过CFX流体动力学仿真计算，研究了包含异径管和三通两类常用管件的管路在不同条件下对气流脉动的影响规律，总结出简易的经验曲线图，为往复压缩机组管路设计以及对复杂管网内的气流脉动抑制提供了理论支撑。同时，结合改造案例，将论文中总结的相关规律应用到生产实际中。
　　第二篇大型输气站离心压缩机运行培训系统开发，针对西气东输工程中长输天然气管线上的某一大型输气站，为提高站场员工培训效率，加强培训效果，开发一套运行培训系统。西气东输工程是我国的能源大动脉，沿途拥有多个大型输气站，站内的设备以离心压缩机组为核心，专业性强、技术含量高，机组维保难度较大，传统的员工培训方法效果并不理想。本部分针对站场进行实地调研，了解企业员工切实所需。仔细研究站场的相关图纸，掌握各系统工艺流程与主要设备结构原理，并运用三维工厂设计软件完成对整个站场的三维建模。这套仿真培训系统直观反映了该大型输气站的实际情况，为站场的智能管理奠定基础。
　　本文第一篇通过流体动力学仿真分析方法研究了包含常用管件管路内气流脉动传递机理，研究成果为生产实际中的气流脉动控制及管路的优化提供了思路。第二篇运用三维工厂设计软件完成了某大型输气站运行培训系统的开发，为企业高效的培训管理提供助力。

目录

声明

摘要

符号说明

第一篇 往复压缩机气流脉动仿真分析

第一章 绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 国内外研究现状及发展趋势

1．3 本课题来源及主要研究内容

第二章 管路系统中气流脉动机理分析

2．1 气流脉动概述

2．2 平面波动理论

2．3 气流脉动的计算

2．4 压力脉动分析

2．5 本章小结

第三章 基于CFX的流体动力学仿真理论基础

3．1 流体力学基础

3．2 计算流体力学CFD的发展

3．3 基于CFX软件的流体动力学仿真

3．4 本章小结

第四章 异径管对管路内气流脉动的影响

4．1 包含异径管的气流脉动传递矩阵

4．2 异径管管径比对气流脉动影响的仿真计算

4．3 异径管入口流量对气流脉动影响的仿真计算

4．4 本章小结

第五章 三通对管路内气流脉动的影响

5．1 包含三通的气流脉动传递矩阵

5．2 T型三通对气流脉动影响的仿真计算

5．3 斜向三通对气流脉动影响的仿真计算

5．4 本章小结

第六章 气流脉动仿真分析在工程中的应用案例

6．1 工程背景

6．2 关键部位管件单元的改造

6．3 本章小结

第七章 总结与展望

7．1 本文总结

7．2 未来展望

第二篇 大型输气站离心压缩机运行培训系统开发

第一章 绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 国内外研究现状

1．3 课题来源及主要研究内容

第二章 培训系统开发的前期调研与准备

2．1 大型输气站场概况

2．2 培训系统功能简介

2．3 前期调研与资料准备

第三章 大型输气站运行培训系统的设计开发

3．1 所用仿真软件简介

3．2 输气站三维培训系统建模

3．3 本章小结

第四章 大型输气站运行培训系统结构与原理分析

4．1 概述

4．2 工艺流程讲解

4．3 本章小结

第五章 总结与展望

参考文献

致谢

研究成果及发表的学术论文

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