燃氣透平式壓縮機的結構設計
燃氣透平式壓縮機的結構設計,燃氣,透平,壓縮機,結構設計
西安工業(yè)大學北方信息工程學院
畢業(yè)設計(論文)開題報告
題目:XXXXXXX
(二號, 宋體,加粗居中,行距1.5倍)
系 別
專 業(yè)
班 級
姓 名
學 號
導 師
(居中,四號,宋體,行距30磅)
年 月 日
(居中,四號,宋體)
開題報告填寫要求
1.開題報告作為畢業(yè)設計(論文)答辯委員會對學生答辯資格審查的依據材料之一。此報告應在指導教師指導下,由學生在畢業(yè)設計(論文)工作前期內完成。
2.開題報告內容必須按教務處統(tǒng)一設計的電子文檔標準格式(可從教務處網頁上下載)填寫并打?。ń勾蛴≡谄渌埳虾蠹糍N),完成后應及時交給指導教師審閱。
3.開題報告字數應在1500字以上,參考文獻應不少于15篇(不包括辭典、手冊,其中外文文獻至少3篇),文中引用參考文獻處應標出文獻序號,“參考文獻”應按附件中《參考文獻“注釋格式”》的要求書寫。
4.年、月、日的日期一律用阿拉伯數字書寫,例:“2008年11月26日”。
5.開題報告增加封面,封面格式:題目:宋體,加粗,二號;系別等內容格式:宋體,四號,居中。
2
撰寫內容要求(可加頁,小四號宋體,行距20磅):
畢業(yè)設計(論文)綜述(題目背景、研究意義及國內外相關研究情況)
本課題研究的主要內容和擬采用的研究方案、研究方法或措施
本課題研究的重點及難點,前期已開展工作
完成本課題的工作方案及進度計劃(按周次填寫)
指導教師意見(對課題的深度、廣度及工作量的意見)
指導教師: 年 月 日
所在系審查意見:
系主管領導: 年 月 日
注:1)正文:宋體小四號字,行距20磅,單面打??;其他格式與畢業(yè)論文要求相同。
2)開題報告由各系集中歸檔保存。3)開題報告引用參考文獻注釋格式可參照附錄E“畢業(yè)設計(論文)參考文獻樣式”執(zhí)行。不進入正文,可以作為附件放在開題報告后面。
參考文獻(標題占4倍行距)論文至少15篇中文,3篇外文,標點符號均為半角英文格式
[1] 樊艷.大型雙梁桁架門式起重機結構設計及優(yōu)化研究[D].重慶大學,2009.
[2] 祁燕燕.基于剛柔耦合門式起重機靜動態(tài)設計分析[D].大連理工大學,2008.
[3] 唐軍.基于現代設計方法的門式起重機起升機構的優(yōu)化設計[D].,2006.
[4] 丁振興.基于虛擬樣機技術的門式起重機動態(tài)特性分析[D].太原科技大學,2012.
[5] 常春影.門式起重機結構動態(tài)特性分析[J].大連理工大學,2005.
[6] 朱小龍.門式起重機輕量化研究及局部載荷作用下腹板屈曲分析[D].西南交通大學,2012.
[7] 郝明佳.門座起重機起升機構PLC與變頻器結合控制研究[D].山東大學,2012.
[8] 馮亮.起重機起升機構慣性載荷理論分析與研究[D].太原科技大學,2012..
[9] 張明奎.新型門式起重機的設計及優(yōu)化[D]. 西南交通大學,2011.
[10] 陳阮云.造船門式起重機虛擬樣機快速定制及評價研究[D]. 西南交通大學,2012.
[11] 肖雄亮. 300T-112M造船龍門起重機設計與主梁優(yōu)化[D].湖南大學,2010.
[12] 寧志強. 起重機設計型專家系統(tǒng)實現方法研究[D]. 太原科技大學,2009(6):23-26.
[13] 馬林霞. 起重機設計規(guī)范中的結構疲勞強度驗算研究[D].上海海事大學,2005.
[14] 芮樹森,姜周華等.現代電弧爐煉鋼關鍵技術.寶鋼技術[J],1997 (6):55-61.
[15] 丁志國.旋轉式支架運輸平臺在工作面安裝中的應用.實用科技[J]:222.
[16] Deng Zhongyi .proximity switch principle and application of . system and industrial control software "control" 2004 (3): 31-34.
[17] Xu Gening,Yang Ruigang,Zhou Ke.Methodology to Estimate Remaining Service Life of Steel Structureby Possibilistic Reliability Theory,2010.
[18] Yuanxun Fan, Shuishui Li,Xiangdong Li. The Hoisting Mechanism’s Dynamic Model and Dynamic Simulation of the Bridge Crane.2011.
西安工業(yè)大學北方信息工程學院
畢業(yè)設計(論文)中期報告
題目:XXXXXXX
(二號, 宋體,加粗居中,行距1.5倍)
系 別
專 業(yè)
班 級
姓 名
學 號
導 師
(居中,四號,宋體,行距30磅)
年 月 日(居中,四號,宋體)
撰寫內容要求(可加頁,小四號宋體,行距20磅):
設計(論文)進展狀況
存在問題及解決措施
后期工作安排
指導教師簽字:
年 月 日
注:1)正文:宋體小四號字,行距20磅,單面打印;其他格式要求與畢業(yè)論文相同。
2)中期報告由各系集中歸檔保存,不裝訂入冊。
西安工業(yè)大學北方信息工程學院
畢業(yè)設計(論文)開題報告
題目:電弧爐偏心底出鋼口旋轉式維修平臺設計
系 別 機電信息系
專 業(yè) 機械設計制造及其自動化
班 級 XXXXX
姓 名 XXX
學 號 XXXXXXX
導 師 XXX
2014年12月8日
開題報告填寫要求
1.開題報告作為畢業(yè)設計(論文)答辯委員會對學生答辯資格審查的依據材料之一。此報告應在指導教師指導下,由學生在畢業(yè)設計(論文)工作前期內完成。
2.開題報告內容必須按教務處統(tǒng)一設計的電子文檔標準格式(可從教務處網頁上下載)填寫并打?。ń勾蛴≡谄渌埳虾蠹糍N),完成后應及時交給指導教師審閱。
3.開題報告字數應在1500字以上,參考文獻應不少于15篇(不包括辭典、手冊,其中外文文獻至少3篇),文中引用參考文獻處應標出文獻序號,“參考文獻”應按附件中《參考文獻“注釋格式”》的要求書寫。
4.年、月、日的日期一律用阿拉伯數字書寫,例:“2008年11月26日”。
1.畢業(yè)設計(論文)綜述(題目背景、研究意義及國內外相關研究情況)
1.1題目背景、研究意義
煉鋼電弧爐是煉鋼生產的一種重要生產設備,隨著地球可利用原礦的減少,各國都有轉向廢鋼再利用的趨勢,煉鋼電弧爐就是將廢鋼再冶煉而加以使用,因此電弧爐得到了冶煉行業(yè)的廣泛使用[1]。煉鋼電弧爐在工作過程中工作環(huán)境惡劣,煉鋼電弧爐偏心底出鋼口零部件如下底法蘭、托板、耐熱板件易損壞、更換頻率快[2]。為了改善維修工人的操作環(huán)境,需要有安全方便的平臺,電弧爐出鋼口維修平臺正是基于此而設立的,電弧爐出鋼口維修平臺在電弧爐出鋼口維修中具有非常重要的作用。
本題目來自工程實際,具有很高的實用價值,涉及到機械、電子和結構設計方面的知識,我們通過本畢業(yè)設計,能夠將大學中學到的機械、電子、結構設計方面的知識很好的用到實際工程中,培養(yǎng)我們進行實際工程設計的技能。并對具體工程項目的設計過程能有一定的了解,為以后的工作做好準備。
1.2國內外相關研究情況
我國的電弧爐煉鋼車間大部分建于50年代,其主體設備—電弧爐大都屬于蘇聯早期的及CB型號。30年來雖然有些廠作了不少改進,每噸鋼所配備的變壓器容量由200一25OKVA增大到300一400KVA,采用了電磁攪拌,增設了爐外精煉設施等。因而各項經濟指標有了明顯的提高[3]。
……
2.本課題研究的主要內容和擬采用的研究方案、研究方法或措施
2.1本課題研究的主要內容
出鋼口下底法蘭需要經常清理檢查,開閉機構需要維護檢修,水口不能自動開澆時需要燒氧等,都要求有一個操作平臺。操作平臺在用時可伸到爐底下,不用時,可撇開爐底以便鋼包車通行。EBT維修平臺,主要用于操作人員更換爐底偏心區(qū)的出鋼口,清理出鋼口處的殘渣鋼,也便于檢修出鋼口托板與更換耐熱板件。
本課題研究的主要內容有:
① 對旋轉式維修平臺的結構進行設計;
② 旋轉式維修平臺驅動機構和電機減速機計算和選型;
③ 旋轉式維修平臺限位裝置設計;
2.2研究方案
出鋼口維修平臺從最初的簡易人工吊裝平臺發(fā)展到現在的可以自動控制的平臺,維修平臺形式也多種多樣,主要有伸縮式維修平臺和旋轉式維修平臺。
(1) 伸縮式維修平臺
(2) 旋轉式維修平臺
……..
2.3研究方法或措施
分別對所選定的方案進行結構設計、傳動系統(tǒng)設計及限位系統(tǒng)設計,用軟件模擬系統(tǒng)的運行……
3.本課題研究的重點及難點,前期已開展工作
本課題的重點是:繪制電弧爐偏心底出鋼口旋轉維修平臺的零件圖及裝配圖。電機減速器選擇和匹配,限位控制。
難點是:使用環(huán)境惡劣,對維修平臺的旋轉速度要求比較高,可靠性要求高,電機減速器的計算選型。
前期已開展工作: 查閱電弧爐偏心底出鋼口維修平臺的相關資料,了解電弧爐偏心底出鋼口旋轉維修平臺的組成及裝配關系;并為進一步周密的設計做好充分準備。 4.完成本課題的工作方案及進度計劃(按周次填寫)。
1-3周:查閱資料,了解工作原理及特點,完成基礎知識的積累并撰寫開題報告;
4-6周:方案論證,深化方案具體實施步驟;
7-10周:電弧爐偏心底出鋼口旋轉維修平臺的具體方案設計,圖紙繪制,準備中期答辯;
11-15周:撰寫畢業(yè)論文,論文修改,準備畢業(yè)答辯。
5 指導教師意見(對課題的深度、廣度及工作量的意見)
指導教師: 年 月 日
6 所在系審查意見:
系主管領導: 年 月 日
注:1. 正文:宋體小四號字,行距20磅。
2. 開題報告由各系集中歸檔保存。
參考文獻(占4倍行距)論文還不夠至少15片中文,3篇外文,標點符號均為半角英文格式
[1] 樊艷.大型雙梁桁架門式起重機結構設計及優(yōu)化研究[D].重慶大學,2009.
[2] 祁燕燕.基于剛柔耦合門式起重機靜動態(tài)設計分析[D].大連理工大學,2008.
[3] 唐軍.基于現代設計方法的門式起重機起升機構的優(yōu)化設計[D].,2006.
[4] 丁振興.基于虛擬樣機技術的門式起重機動態(tài)特性分析[D].太原科技大學,2012.
[5] 常春影.門式起重機結構動態(tài)特性分析[J].大連理工大學,2005.
[6] 朱小龍.門式起重機輕量化研究及局部載荷作用下腹板屈曲分析[D].西南交通大學,2012.
[7] 郝明佳.門座起重機起升機構PLC與變頻器結合控制研究[D].山東大學,2012.
[8] 馮亮.起重機起升機構慣性載荷理論分析與研究[D].太原科技大學,2012..
[9] 張明奎.新型門式起重機的設計及優(yōu)化[D]. 西南交通大學,2011.
[10] 陳阮云.造船門式起重機虛擬樣機快速定制及評價研究[D]. 西南交通大學,2012.
[11] 肖雄亮. 300T-112M造船龍門起重機設計與主梁優(yōu)化[D].湖南大學,2010.
[12] 寧志強. 起重機設計型專家系統(tǒng)實現方法研究[D]. 太原科技大學,2009(6):23-26.
[13] 馬林霞. 起重機設計規(guī)范中的結構疲勞強度驗算研究[D].上海海事大學,2005.
[14] 芮樹森,姜周華等.現代電弧爐煉鋼關鍵技術.寶鋼技術[J],1997 (6):55-61.
[15] 丁志國.旋轉式支架運輸平臺在工作面安裝中的應用.實用科技[J]:222.
[16] Deng Zhongyi .proximity switch principle and application of . system and industrial control software "control" 2004 (3): 31-34.
[17] Xu Gening,Yang Ruigang,Zhou Ke.Methodology to Estimate Remaining Service Life of Steel Structureby Possibilistic Reliability Theory,2010.
[18] Yuanxun Fan, Shuishui Li,Xiangdong Li. The Hoisting Mechanism’s Dynamic Model and Dynamic Simulation of the Bridge Crane.2011.
西安工業(yè)大學北方信息工程學院
畢業(yè)設計(論文)中期報告
題目:電弧爐偏心底出鋼口旋轉式維修平臺設計
系 別 機電信息系
專 業(yè) 機械設計制造及其自動化
班 級 XXXXXXX
姓 名 XXX
學 號 XXXXXXXXX
導 師 XXX
2015年03月20日
1.設計(論文)進展狀況
本設計已經完成以下內容:
(1)對于在開題答辯中,老師對我總設計草圖,開題報告中提出的相關問題,我修改了平面圖、剖面圖,并通過了指導老師的檢查;完善了開題報告的內容和格式。
(2)根據結構布置的相關規(guī)定、規(guī)范和原則,完成了機械結構和傳動系統(tǒng)的方案布置,完成了總設計圖。
(3)完成了傳動部分的計算。
2.存在問題及解決措施
存在的問題:在本設計里涉及到了許多非標準件的選用,雖然之前接觸過,但在綜合考慮結構和經濟等方面還有所欠缺。我會認真的參考資料積極地和同學討論,向老師請教。還有就是軟件畫圖存在問題不能完全按照計算結果畫出相一致的圖。
解決措施:繼續(xù)完善計,從圖中改進,優(yōu)化設計,以求更加準確。
3.后期工作安排
對旋轉維修平臺零件進行優(yōu)化改進,改進中期設計中存在的缺點,比如維修平臺的重量過大,對減速電機效率和電機轉速的計算不夠精確等等缺陷。
06-07周(2013.3.16-3.22):初步完成旋轉式維修平臺設計,和外文翻譯;
準備中期檢查報告,并進行中期答辯;
08-15周(2013.3.23-5.25):完成平臺的總體設計,完成裝配圖及零件圖;并撰寫畢業(yè)論文,準備畢業(yè)答辯。
指導教師簽字:
年 月 日
畢業(yè)設計(論文)開題報告
題目:燃氣透平式壓縮機的結構設計
1. 畢業(yè)設計(論文)綜述(題目背景、研究意義及國內外相關研究情況)
1.1題目背景
透平式壓縮機是在通風機的基礎上發(fā)展起來的,它廣泛用于各種生產工藝過程中輸送空氣和各種氣體,并提高壓力。本課題針對燃氣透平式壓縮機,合理設計其機構以提高工作效率?,F代燃氣透平最廣泛的是作為噴氣式飛機的推進動力,有的用作艦船動力、發(fā)電廠、尖峰負荷小型電站,也作為遠距離輸送天然氣的氣泵的動力。燃氣透平壓縮機主要用于提高天然氣的壓力,克服管道輸送的生產阻力和罐裝存儲運輸,提高工作效率。
1.2研究意義
透平式壓縮機是一種葉片旋轉機械,它利用葉片和氣體的相互作用,提高氣體的壓力和動能,并利用相繼的通流原件使氣體減速,將動能轉變?yōu)閴毫Φ奶岣摺9]透平一詞是英語中的turbine譯音,源于拉丁文turbo—詞,意為旋轉的物體。透平機械是一種具有葉片的流體機械,流體(氣體或液體)與葉片相互作用并傳遞能量。[1]根據能量轉化方向的不同,可將透平機械分為動力式透平(相當于原動機)和從動式透平(相當于從動機)。透平式壓縮機屬于后一種。
透平壓縮機是天然氣輸運與液化、石油開采與煉制煤液化與煤化工等能源工業(yè)的核心裝備,也是石化、鋼鐵等領域的重要耗能動力裝備。壓縮機寬工況、穩(wěn)定、高效和長周期運行對能源及動力系統(tǒng)的安全、節(jié)能有重要意義。近年來,隨著經濟的高速發(fā)展,透平壓縮機在內部流動機理、設計及制造技術,運行及控制等方面得到了充分的研究,使我國透平壓縮機設計制造技術有了長足的發(fā)展。但裝置大型化及系統(tǒng)高效節(jié)能的發(fā)展趨勢,對透平壓縮機技術發(fā)展又提出了新的課題,需要解決透平壓縮機的氣動設計,系統(tǒng)協調匹配及自動控制等方面的關鍵技術,開發(fā)高效節(jié)能、安全可靠的大型壓縮機組,提高我國石油化工裝置用壓縮機的技術水平。
1.3國內外相關研究情況
實用透平式壓縮機在工業(yè)上出現之前,活塞式壓縮機早已獲得了普遍應用。我國大型透平壓縮機裝備的發(fā)展歷史較短。通過國外先進技術的引進,消化吸收和自主開發(fā),大型壓縮機組等關鍵裝備的國產化水平已經有了很大提高。初步形成了一些大型壓縮機的自主開發(fā)能力??梢曰緷M足1000萬t/a煉油、8萬m3/h空分等的要求。但天然氣長輸管線壓縮機還基本依賴進口,油氣深度開采,天然氣液化等所需的高參數壓縮機尚在研制。國產化大型透平壓縮機的技術水平與國外相比還有一定差距。在裝備技術開發(fā)跟不上能源需求和工藝流程技術發(fā)展的速度,在裝備能耗和可靠性等方面還有明顯差距。
隨著石油化工等工業(yè)裝置的不斷增大,透平壓縮機向高參數、大容量發(fā)展,由于基礎研究的缺乏.導致透平壓縮機基本級系列不全,不能滿足很多應用場合要求。如“西氣東輸”項目的管線大型壓縮機。目前國內還沒有生產,仍需要進口。
在設計技術方面,由于基本級系列不全,效率偏低,設計計算的準確性較差,導致同規(guī)格壓縮機比國際先進產品效率低2%~5%;傳統(tǒng)方法只重視在設計工況點獲得高效率。對壓縮機的調節(jié)性能研究不夠。而實際中大多數壓縮機不是僅在設計點運行而是通過調節(jié)在一定工況范圍內運行,從而導致很多“高拙”產品在使用時是在偏離設計點的區(qū)域低效運行,致使許多國內壓縮機機組同進口機組相比實際運行效率低5%~20%。
國內缺乏壓縮機系統(tǒng)與工藝流程匹配特性方面的研究,對工藝系統(tǒng)的理解欠缺,壓縮機組的設計往往不到位.造成較大浪費,易出現機組與工藝系統(tǒng)不匹配,或偏離最佳工況運行,自適應調控能力差。而國外公司對各種化工工藝系統(tǒng)的理解深,經驗豐富,壓縮機的設計總是恰到好處。
控制技術存在差距。國內機組都依靠緊急停車系統(tǒng)確保機組安全。經常停車對大型化過程裝置經濟損失巨大。國外機組已經采用智能控制系統(tǒng),針對不同的機組和工藝裝置開發(fā)相應的專用控制軟件包,使機組控制系統(tǒng)監(jiān)控功能適應不同的機組和相應的工藝裝置,使機器的安全運行能夠得到保證。
總之,我國大型透平壓縮機組設計效率偏低,整體落后。使得機組的實際運行效率更低。造成極大的能源浪費。主輔設備缺乏協同性,影響了壓縮機組的運行效率和安全可靠性。致使高新技術裝備依賴國外的現象依然存在。國際上透平壓縮機在向大型、節(jié)能、高可靠性發(fā)展,技術開發(fā)的重點轉向了提高產品的可靠性和運行效率,降低能源消耗,改進生產工藝方法等方面。機組的大型化使得透平壓縮機在設計技術、主輔設備的協調工作及智能化控制技術幾個方面部面臨新的挑戰(zhàn),因此,發(fā)展設計理論、研究壓縮機可靠性及智能控制方法是大型透平壓縮機組技術發(fā)展的必然趨勢。隨著石化裝置的大型化、數字化、智能化和煉化一體化,產業(yè)集成度越來越高,國產化裝備的技術水平與國外相比還有逐步拉大的趨勢。
2.本課題研究的主要內容和擬采用的研究方案、研究方法或措施
2.1研究的主要內容
(1)收集與查閱相關文獻資料,了解目前透平式壓縮機研究現狀,分析壓縮機的類型、使用要求的具體情況,利用相關專業(yè)知識設計透平式壓縮機主要結構;
(2)對主要的零部件選取合適的材料考慮如何加工,完成主要功能與結構設計;
(3)利用AutoCAD等相關繪圖軟件繪制相關原理及重要零件工作圖;
(4)分析該結構的原理、特點等。
2.2擬采用的研究方案、研究方法或措施
一般透平式壓縮機按氣體主要運動方向分有:離心式,氣體在壓縮機大致徑向流動;軸流式,氣體在壓縮機內大致沿平行于軸線方向流動;軸流離心組合式,有時在軸流式的高壓段配以離心式段,形成軸流、離心組合式壓縮機。
離心式和軸流式壓縮機相比各有優(yōu)缺點。軸流式壓縮機具有效率高(設計工況下絕熱效率可比離心式高出5%~10%)、流量大等優(yōu)點,但排氣壓力不高,穩(wěn)定工作范圍窄,對工質中的雜質敏感,葉片易受磨損;離心式壓縮機則不同,除效率比軸流式壓縮機低外,可達到很高的排氣壓力,允許輸送較小的流量。因此本設計選取透平式壓縮機中的離心式壓縮機作為設計對象。
離心式壓縮機的本體結構分為兩大部分:轉子,定子。轉子由主軸、葉輪、平衡盤、定距套、推力盤、半聯軸節(jié)等部分組成。定子由氣缸、隔板、支撐軸承、推力軸承、軸端密封等零部件組成。按結構大致可分為,水平剖分型、筒型、等溫型三種。
水平剖分型,氣缸被剖分為上、下兩部分,一般用于空壓機,排氣壓力限在4—5MPa。不適合用于高壓和含氫多且分子量小的氣體壓縮。筒形,也就是垂直剖分型,筒形氣缸里裝入上、下剖分的隔板和轉子,氣缸二側端蓋用螺栓緊固。由于氣缸是圓筒形的,抗內壓能力強,對溫度和壓力所引起的變形也較均勻。主要用于汽油改質、脫硫等石油精制裝置的循環(huán)機和其他石油化工用的循環(huán)機,使用壓力可達45MPa。等溫型,這種壓縮機就為了能在較小的動力下對氣體進行高效的壓縮,把各級葉輪壓縮的氣體,通過級間冷卻器冷卻后再導入下一級的一種壓縮機。
本此設計的壓縮機工質為燃氣,天然氣主要成分為CH4,分子相對質量為16,小于空氣的相對分子質量29,此外燃氣采用液化罐裝運輸時所需壓力很大,因此選用筒型。
葉輪又稱工作輪,是壓縮機的最主要的部件。葉輪隨主軸高速旋轉,對氣體做功。氣體在葉輪葉片的作用下,跟著葉輪作高速旋轉,受旋轉離心力的作用以及葉輪里的 擴壓流動,在流出葉輪時,氣體的壓強、速度和溫度都得到提高。按結構型式葉輪分為開式、半開式、閉式三種, 本次設計選用性能好、效率高閉式葉輪。
擴壓器的種類一般可分為無葉擴壓器、葉片擴壓器和直葉壁形擴壓器。無葉擴壓器,由二個隔板平行壁構成的等寬度環(huán)形通道。這種擴壓器結構最簡單,造價最低,工作范圍大,一般離心式壓縮機都采用這種結構型式的擴壓器。
氣封:內部密封如輪蓋、定距套和平衡盤上的密封,一般做成迷宮型,防止機器內部通流部分各空腔之間泄漏。防止或減少氣體由機器向外部泄漏或由外部向機器內部泄漏的密封,稱外部密封。對于外部密封來說,本次設計需要壓縮的氣體為燃氣,易燃,不允許漏至機外,必須采用液體密封、機械接觸式密封、抽氣密封或充氣密封等。本次設計選用浮環(huán)密封,主要是高壓油在浮環(huán)與軸套之間形成油膜而產生節(jié)流降壓阻止機內與機外的氣體相通。
3. 本課題研究的重點及難點,前期已開展工作
設計透式壓縮機的重點在于缸體的氣動計算,壓縮機強度軸向推力的設計計算與效驗以及密封的設計。前期已開展的工作搜集閱讀關于燃氣透平式壓縮機的文獻與書籍,對燃氣透平式壓縮機的結構、原理、國內外研究現狀與發(fā)展以及應用有一定的了解。
4. 完成本課題的工作方案及進度計劃(按周次填寫)
第1-3周(2014年11月24日—2014年12月14日):選題、收集與課題相關資料、文獻,通過文獻閱讀,了解透平式壓縮機研究現狀,初步形成本課題設計思路與方案,并完成開題報告;
第4周(2014年12月15日—2014年12月21日):準備并參加開題答辯;
第5周(2014年12月22日—2014年12月28日):修改開題答辯提出的問題,修改并完善開題報告;
第6-7周(2014年12月29日—2015年1月11日):明確透平式壓縮機具體設計思路、設計方案與框架確定,完成一篇外文翻譯;
第8-10周(2015年1月12日—2015年3月15日):完成燃氣透平式壓縮機主要結構參數設計與傳動裝置設計,出裝配圖,完成中期報告;
第11周(2015年3月16日—2015年3月22日):中期答辯
第12周(2015年3月23日—2015年3月29日):修改中期答辯提出的問題,修改并完善中期報告,繪制主要零件圖;
第13-15周(2015年3月30日—2015年4月19日):繪制主要零件圖,完成論文撰寫;
第16周(2015年4月20日—2015年4月26日):完善零件圖,修改論文;
第17周(2015年4月27日—2015年5月3日):送論文評閱,準備答辯;
第18周(2015年5月4日—2015年5月10日):論文答辯;
第19周(2015年5月11日—2015年5月17日):修改答辯中提出的問題,修改并完善論文;
第20周(2015年5月18日—2015年5月24日):修改論文格式,提交論文。
指導教師意見(對課題的深度、廣度及工作量的意見)
指導教師: 年 月 日
所在系審查意見:
系主管領導: 年 月 日
參考文獻
[1] 張超. 靜葉可調型向心透平的結構設計及實驗研究[D].大連:大連理工大學,2013.
[2] 秦國良.大型透平壓縮機發(fā)展現狀及趨勢[J].通用機械,2012,(10):37-39.
[3] 李良明.燃氣透平離心壓縮機的設計特點及參數選擇[J].維普資訊,1995.
[4] 天津市制冷壓縮技術研究所第四研究室.國內外天然氣壓縮機應用概況[J].壓縮機技術,1984,61-64.
[5] 李連生. 壓縮機技術研究進展及其應用[M].通用機械,2006,(9),20-26.
[6] 田明航,馮毅. 一種新型壓縮機結構設計與分析[J]. 現代制造工程,2012,(2),122-125.
[7] 齊智勇. 大型單軸懸臂水平剖分離心壓縮機結構的三維優(yōu)化設計方法[C].第十一屆沈陽科
學學術年會暨中國汽車產業(yè)集聚區(qū)發(fā)展與合作論壇論文集(信息科學與工程技術分冊),
2014.
[8] 西安交通大學透平壓縮機教研室.離心式壓縮機原理[M].北京:機械工業(yè)出版社,1980.
[9] 黃鐘岳,王曉放.透平式壓縮機[M].北京:化學工業(yè)出版社,2004.8.
[10] 沈陽鼓風機廠工人大學,西安交大透平機壓縮機教研室. 透平式壓縮機第三冊(試驗技
術)[M].南昌:江西科學技術出版社,2002.
[11]李燕生,陸桂林.向心透平與離心壓氣機[M]. 北京:機械工業(yè)出版社,1987.
[12] 杭州求是透平機制造有限公司. 我國氯氣透平壓縮機的現狀與前景展望[C]. 氯氫處
理、氯氣液化及包裝工藝、設備交流會論文集,1988.
[13] C.Pfleiderer. 葉片泵與透平壓縮機 [M]. 奚啟棣譯.北京:機械工業(yè)出版社,1983
[14] 溫建新. LYJ-4200氯氣透平壓縮機性能與結構[J]. 氯堿工業(yè),2006,(9),17-19.
[15] 沈陽鼓風機研究所. 透平壓縮機及管線壓氣站:譯文集[J]. 北京:機械工業(yè)出版社,1979
[16] Lingen Chen,Jun Luo,Fengrui Suna. design efficiency optimization of one-dimensional multi-stage axial-flow compressor [J]. Applied Energy,2008,(7),625–633.
[17] Roberto Biollo,?Ernesto Benini.Recent advances in transonic axial compressor aerodynamics [J]. Progress in Aerospace Sciences,2013,56,1-18.
[18] Meherwan P. Boyce. 7–Axial-Flow Compressors[J]. ,2012,(4),303-355.
畢業(yè)設計(論文)中期報告
題目:燃氣透平式壓縮機的機構設計
系 別
專 業(yè)
班 級
姓 名
學 號
導 師
(居中,四號,宋體,行距30磅)
年 月 日(居中,四號,宋體)
1.設計(論文)進展狀況
本設計已經完成以下內容:
(1)對于在開題答辯中,老師對我開題報告中提出的相關問題進行了修改,并通過了指導老師的檢查。
(2)明確了透平式壓縮機具體設計思路、設計方案與框架,并完成了外文資料的翻譯。本設計設計的是透平式壓縮機中的離心式,離心式壓縮機的基本原理是通過原動機帶動轉子部分的旋轉,使進入壓縮機的氣體通過葉輪、擴圧器、彎道、回流器,反復地得到旋轉加速加壓的效果,并通過逐級的加速加壓,最后達到設計所需的氣體速度和壓力要求,如圖1.1所示。
圖1.1 壓縮機工作原理示意圖 圖1.2 壓縮機級內截面劃分
(3)對燃氣透平式壓縮機的主要結構進行了參數設計和計算,包括壓縮機缸體的氣動計算,壓縮機強度軸向推力的設計計算與效驗以及密封的設計。
為了計算氣體流過葉輪時,葉輪對氣體所作的功,需先分析氣體的運動情況。氣體在一級里所作的運動劃分如圖1.2所示:
考察常規(guī)葉輪的截面1-1及截面2-2(圖1.2),1-1截面是氣體剛進入葉片的截面,2-2截面是氣體即將離開葉片的截面,設截面上氣流的絕對速度,牽連速度與相對速度分別以c、u及w表示,,則當氣流以進入1-1截面時,其相對速度:
1-1截面是氣體剛進入葉片的截面,2-2截面是氣體即將離開葉片的截面,設截面上氣流的絕對速度,牽連速度與相對速度分別以c、u及w表示,,則當氣流以進入1-1截面時,其相對速度:
而當氣流以離開2-2截面時,其絕對速度:
式中的指截面上的圓周速度,其大?。?
圖1.3表示出了c、w及u三個速度矢量的關系,它們組成的三角形表示出了三者之間的數量關系,稱為速度三角形。
圖1.3 葉輪進出口截面氣流速度分析
a)進口速度三角形 b)出口速度三角形
在圖1.3中,a)的正值指c與u之間的夾角,而β的正值指w與u的反向之間的夾角。今后常需把速度分解為圓周方向(即u方向)及垂直于u方向(在常規(guī)葉輪中即為半徑r方向)的分量,由圖1.3,對出口速度三角形作幾何分析可得:
而且從速度三角形可得下述關系:
對于進口速度三角形,同樣有如下關系式:
及
cu有時被稱為旋繞,而cu1被稱為預旋,在大多數設計工況時,cu1=0(或),此時稱為“無預旋”情況。
軸向推力計算示意圖,如圖(1.4)所示:
圖1.4 壓縮機軸向推力計算示意圖
(4)繪制總裝配圖,如圖1.5所示。離心式壓縮機的本體結構分為兩大部分:轉子,定子。轉子由主軸、葉輪、平衡盤、定距套、推力盤、半聯軸節(jié)等部分組成。定子由氣缸、隔板、支撐軸承、推力軸承、軸端密封等零部件組成。
圖1.5 透平式壓縮機總裝配圖
2.存在問題及解決措施
存在的問題:本設計雖然已經完成重要設計參數的計算,但燃氣壓縮機對設備的密封性和防暴阻燃要求很高,在設備的密封和防暴阻燃性能存在很大的疑慮。此外本設計涉及到了許多非標準件的選用,綜合考慮結構和經濟性人不是很合理。
解決措施:認真查閱參考資料,向老師請教,與同學交流,繼續(xù)完善設計,以設計圖紙為突破口優(yōu)化結構,以求更加合理準確。
3.后期工作安排
對壓縮機零件進行優(yōu)化改進,進而促使壓縮機結構更加優(yōu)化。改進中期設計中存在的缺點,比如壓縮機裝配時可能出現的互相干涉無法組裝、設計時沒有考慮加工難度從而導致制造成本高等等缺陷。
第12周(2015年3月23日—2015年3月29日):對中期答辯提出的問題進行修改,完善中期報告的內容和格式并提交;
第13-14周(2015年3月30日—2015年4月19日):繪制零件圖,開始畢業(yè)論文撰寫;
第15-16周(2015年4月20日—2015年4月26日):完善零件圖,完成畢業(yè)論文撰寫;
第17周(2015年4月27日—2015年5月3日):修改論文格式并準備畢業(yè)答辯。
指導教師簽字:
年 月 日
注:1)正文:宋體小四號字,行距20磅,單面打??;其他格式要求與畢業(yè)論文相同。
2)中期報告由各系集中歸檔保存,不裝訂入冊。
收藏