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离心压缩机叶轮的形状优化设计

机械设计 2002年第2期19卷 13-15页

作者：张明辉王尚锦西安交通大学能动学院机泵中心陕西西安710049

提出一种新的优化方法研究离心叶轮的形状优化问题 ,即在遗传算法中加入自适应算子调节个体变异概率 ,来保证搜索的全局性和种群的多样性。并在寻优过程中加入生物生长来加快其寻优速度。最后 ,采用遗传算法和改进的遗传算法 -生物生长... 详细信息

提出一种新的优化方法研究离心叶轮的形状优化问题 ,即在遗传算法中加入自适应算子调节个体变异概率 ,来保证搜索的全局性和种群的多样性。并在寻优过程中加入生物生长来加快其寻优速度。最后 ,采用遗传算法和改进的遗传算法 -生物生长法两种方法 ,对叶轮进行优化设计。计算结果表明改进的遗传算法 -生物生长法 ,在较少的优化时间得到最优解。

关键词：离心压缩机叶轮形状优化设计改进遗传算法

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离心压缩机叶轮超速试验台增速系统设计

机械传动 2012年第7期36卷 56-58,68页

作者：周忠彭黎晓宇宣海军浙江大学化工机械研究所浙江杭州310027

介绍某离心压缩机叶轮超速试验台增速系统的设计。采用高速平带和齿轮增速实现两级增速,使得最高输出转速可达到60 000 r/min,并能驱动50 kg级模拟叶轮实现平稳的升速和降速制动。真实叶轮的超速试验表明高速平带的打滑率控制在4%以内,... 详细信息

介绍某离心压缩机叶轮超速试验台增速系统的设计。采用高速平带和齿轮增速实现两级增速,使得最高输出转速可达到60 000 r/min,并能驱动50 kg级模拟叶轮实现平稳的升速和降速制动。真实叶轮的超速试验表明高速平带的打滑率控制在4%以内,噪声控制在80 dB以内。目前,该增速系统已经投入使用1年多,运行情况良好。

关键词：离心压缩机叶轮超速试验高速齿轮箱高速平带

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离心压缩机叶轮内三维粘性流动的数值计算

风机技术 2001年第5期43卷 31-35页

作者：罗晟蔡兆麟华中理工大学武汉市430074

采用指数插值方法来生成离心叶轮内部复杂流道的三维贴体网格。在流场计算中运用有限解析法对叶轮机械内部流场的统一方程进行离散。通过采用交错网格系统实现各计算点压力值的紧密相关 ,并用SIMPLER算法进行求解。采用改进的jacobi线... 详细信息

采用指数插值方法来生成离心叶轮内部复杂流道的三维贴体网格。在流场计算中运用有限解析法对叶轮机械内部流场的统一方程进行离散。通过采用交错网格系统实现各计算点压力值的紧密相关 ,并用SIMPLER算法进行求解。采用改进的jacobi线迭代法求解代数方程组 ,实现了对离心叶轮内部复杂流场的数值模拟。以某实际离心叶轮为例 ,将数值计算结果与其测量值相比 ,两者吻合较好 ,表明了该数值求解方法的有效性。

关键词：离心压缩机叶轮气流三元流动数值计算

离心压缩机叶轮用钢X12Cr13应力腐蚀和疲劳特性研究

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离心压缩机叶轮用钢X12Cr13应力腐蚀和疲劳特性研究

作者：潘聚义山东大学

学位级别：硕士

离心压缩机叶轮用钢X12Cr13是一种德国钢号表示的Cr13型半马氏体不锈钢,与国内12Cr13型不锈钢类似,在加工性能和耐腐蚀性能等方面表现良好,是制造输送天然气管道用离心压缩机叶轮的材料之一。有关其应力腐蚀(Stress Corrosion,SC)和疲... 详细信息

离心压缩机叶轮用钢X12Cr13是一种德国钢号表示的Cr13型半马氏体不锈钢,与国内12Cr13型不锈钢类似,在加工性能和耐腐蚀性能等方面表现良好,是制造输送天然气管道用离心压缩机叶轮的材料之一。有关其应力腐蚀(Stress Corrosion,SC)和疲劳特性的研究罕见于国内外文献。本文以离心压缩机叶轮流场数值模拟为研究起点,以慢应变速率拉伸(Slow Strain Rate Tension,SSRT)试验、简化升降法疲劳试验为基础,辅以点蚀形核与转变的有限元数值模拟,通过理论研究、数值模拟和试验测试等相结合的方法综合评价叶轮用钢X12Cr13应力腐蚀和疲劳特性。本文的研究能够在结合离心压缩机叶轮流场的前提下,对叶轮用钢X12Cr13的应力腐蚀敏感性、疲劳特性、点蚀裂纹演变、应力腐蚀和疲劳断口形貌等方面有清晰的认识;对叶轮材料的选择及其失效形式提供分析依据,对防止叶轮应力腐蚀和疲劳断裂事故、保证生产工作安全有序进行有重要意义。首先,利用三维建模软件SolidWorks对离心压缩机叶轮及其流道进行三维建模,利用ANSYS ICEM网格划分软件进行计算模型网格划分,然后采用ANSYS FLUENT软件对叶轮流域进行数值模拟,得到叶轮带缺陷叶片表面的压力场、速度场变化情况。以楔形缺陷流场为例,来近似分析叶片裂纹处的流场变化,结果表明靠近缺陷尖端处的流场压力和速度相对较大,对微裂纹扩展有促进作用。其次,以ABAQUS 6.14软件为基础,对棒状拉伸试样在拉伸过程中点蚀坑处的应力应变分布规律进行了有限元模拟。通过设置不同形状的点蚀坑,如半球形、半椭球形、锥形和弹头形等,对比研究得出在相同拉伸载荷下,相同坑口直径的点蚀坑,因为形状的不同其应力应变大小会有不同,但应力最大的位置基本在坑底附近,弹塑性应变最大的区域均在坑肩位置;半椭球形点蚀坑的应力集中系数K与形状系数S存在近似线性关系,当坑口直径相同时,点蚀坑的应力集中受自身深度的影响严重;利用“生死单元技术”对半椭球形点蚀坑的生长过程模拟研究发现,在生长过程中应力最大值始终在坑壁靠近坑底位置,弹塑性应变最大区域均在坑肩处,但是塑性应变较大的区域在试样周向上逐渐出现不连续现象并且在垂直于拉伸方向上不断变窄,起始裂纹很可能出现在两侧坑肩及坑底位置。然后,利用均匀设计方法设计了组合环境变量下的X12Cr13不锈钢SSRT试验。根据内积功J和断裂时间t的计算结果来看,不锈钢的应力腐蚀敏感性在六种设置环境中都有很强的表现,其应力腐蚀敏感性随着H2S浓度的变化没有明显差异,而C02的存在会在一定程度上抑制不锈钢的应力腐蚀倾向;在试验条件下,未达到H2S临界温度时,温度升高会促进应力腐蚀,超过H2S临界温度时,应力腐蚀敏感性会随温度继续升高而略微降低;应力腐蚀敏感性受压力的影响较小,并且没有明显的变化趋势。通过对试样断口形貌分析,试样断口均具有应力腐蚀断口形貌,穿晶断裂、沿晶断裂和混合型断裂均存在,随着试验环境的变化,试样断口也具有不同的微观形貌;在断口能谱分析中,断口成分中含有较多的S和C的氧化物,并且随着腐蚀环境的不同,各元素含量也有较大变化。最后,采用简化升降法疲劳试验方法,测试了 X12Cr13不锈钢在应力比R=0.1时的疲劳特性曲线,得出其疲劳强度约为抗拉强度的0.5倍;X12Cr13不锈钢的疲劳寿命受正应力比R的影响显著,随着正应力比R的增大,不锈钢会明显提高其疲劳寿命;在同一应力比R下,最大载荷的变化不会明显影响疲劳试样断口形貌的类型;在相同的最大拉伸载荷条件下,正应力比R越大,试样断口的断面形貌也越细密、光滑。

关键词： X12Cr13 离心压缩机叶轮点蚀坑应力腐蚀疲劳

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跨临界二氧化碳离心压缩机叶轮流场计算

流体机械 2020年第10期48卷 17-21,53页

作者：王枭陈启明胡四兵饶杰常超合肥通用机械研究院有限公司压缩机技术国家重点实验室压缩机技术安徽省实验室合肥230031

针对跨临界二氧化碳离心压缩机,采用CFD方法对叶轮流场进行计算。将计算所得叶轮总焓变与试验数据进行对比,验证了计算的准确性与可靠性。分析流场内密度、比热和黏度的分布,得出二氧化碳物性特性在叶轮流场内的表现情况。分析冷凝区域... 详细信息

针对跨临界二氧化碳离心压缩机,采用CFD方法对叶轮流场进行计算。将计算所得叶轮总焓变与试验数据进行对比,验证了计算的准确性与可靠性。分析流场内密度、比热和黏度的分布,得出二氧化碳物性特性在叶轮流场内的表现情况。分析冷凝区域的分布,得出冷凝现象形成的规律及原因,为跨临界二氧化碳离心压缩机叶轮设计提供参考和依据。

关键词：跨临界二氧化碳离心压缩机叶轮流场物性冷凝

子午流线转弯半径对半开式离心压缩机叶轮气动性能的影响

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振动工程学报 2004年第Z1期17卷 197-199页

作者：姜绪强谢蓉黄钟岳王晓放大连理工大学动力系大连116023

利用NUMECA软件Fine/Turbo模拟半开式离心压缩机叶轮内部的三维流动,并对两种子午流线转弯半径的叶轮进行了数值模拟.结果表明:Fine/Turbo可有效模拟半开式离心压缩机叶轮的三维粘性流场;增大子午流线转弯半径可减小离心力,减弱间隙与... 详细信息

利用NUMECA软件Fine/Turbo模拟半开式离心压缩机叶轮内部的三维流动,并对两种子午流线转弯半径的叶轮进行了数值模拟.结果表明:Fine/Turbo可有效模拟半开式离心压缩机叶轮的三维粘性流场;增大子午流线转弯半径可减小离心力,减弱间隙与子午流线共同作用的影响,明显减小叶轮出口气流的回流漩涡,改善叶轮出口气流的不均匀程度.

关键词：离心压缩机叶轮子午流线数值计算

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离心压缩机叶轮焊接修复工艺

金属加工（热加工） 2015年第6期 72-74页

作者：梁彦荣王引珠徐金西安陕鼓动力股份有限公司

介绍了某钢厂用国外离心压缩机叶轮的裂纹修复情况及具体修复过程,从修复成本和修复速度方面综合考虑,最终确定采用电弧焊修复方案,利用公司现有的焊接评定编制焊接修复工艺并实施,快速完成了该叶轮的修复工作,用户现场运行一年后效果... 详细信息

介绍了某钢厂用国外离心压缩机叶轮的裂纹修复情况及具体修复过程,从修复成本和修复速度方面综合考虑,最终确定采用电弧焊修复方案,利用公司现有的焊接评定编制焊接修复工艺并实施,快速完成了该叶轮的修复工作,用户现场运行一年后效果良好。

关键词：离心压缩机叶轮焊接修复修复成本修复方案用户现场修复过程补焊焊缝表面焊接缺陷焊接试验

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输送天然气离心压缩机叶轮应力腐蚀断裂研究

输送天然气离心压缩机叶轮应力腐蚀断裂研究

作者：曾兆强山东大学

学位级别：硕士

本文通过ZQ58不锈钢慢应变拉伸试验速率确定以及在在含CO2和H2S标准NACEA溶液环境下的应力腐蚀试验研究，并数值模拟含点蚀缺陷离心压缩机叶轮流场，得到以下结论:　　(1)通过叶轮材料ZQ58慢应变拉伸试验速率确定试验当拉伸速率为3.33×... 详细信息

本文通过ZQ58不锈钢慢应变拉伸试验速率确定以及在在含CO2和H2S标准NACEA溶液环境下的应力腐蚀试验研究，并数值模拟含点蚀缺陷离心压缩机叶轮流场，得到以下结论:　　(1)通过叶轮材料ZQ58慢应变拉伸试验速率确定试验当拉伸速率为3.33×10-6s-1时，该材料显示出明显的应力腐蚀敏感性。　　(2)ZQ58不锈钢在H2S和CO2环境中，断口表面存在明显的脆性断裂区、放射区、韧窝区，表面存在腐蚀产物，存在二次裂纹及准解理特征，初步判断叶轮材料ZQ58发生应力腐蚀断裂为穿晶型断裂。　　(3)在含65％CO2，30％H2S环境下71℃时材料应力腐蚀敏感性最强，3％CO2，3％H2S92℃时材料应力腐蚀敏感性最强，断面存在大量腐蚀产物，放射区为准解理形貌，并有二次裂纹存在，表明材料在此环境下发生较严重应力腐蚀。　　(4)在含点蚀缺陷叶轮的流场模拟结果中可发现点蚀坑处迎流面静压增大，动压减小，点蚀坑内流体速度急剧减小，流动出现漩涡回流，背流面速度梯度降低，静压急剧减小，动压增大，由于点蚀坑的出现，附近流场变复杂，该处流体剪切速率变化非常大，应力分布受流体的影响恶化，极易萌生裂纹。　　(5)点蚀坑附近Cl-富集，浓度升高，对于高强度不锈钢Cl-是其产生应力腐蚀的活性离子，应力腐蚀三个条件都具备，使得点蚀坑处称为裂纹的起源处，这与实际应力腐蚀试验得到的结果对应。

关键词：离心压缩机叶轮应力腐蚀断裂慢应变速率拉伸断口表面硕士学位论文 cracking 叶轮机械试样材料裂纹尖端应力强度因子

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用24CrMo10制造离心压缩机叶轮

石油化工设备技术 1986年第5期 21-27页

作者：成振武兰州炼油厂

本文介绍了用24CrMo10制造炼油厂催化裂化装置气体压缩机叶轮的经验、缺陷处理及使用情况。用该材料制造叶轮,在国内是一成功的例子,可作为设计、制造的参考。

关键词：离心压缩机叶轮 CrMo10 气体压缩机焊缝缺陷塞焊叶轮叶片轮盖线能量透平压缩机焊瘤