空气压缩机及系统的能效现状分析与提升路径 被引量：6

1

作者 田旭东 鲍洋洋 +1 位作者 李金荣 任芳 《流体机械》 CSCD 北大核心 2024年第7期69-73,104,共6页

在“双碳”目标及国家实现制造业高质量发展的大背景下,空气压缩机及系统作为主要行业广泛应用的重要用能设备,其能效问题日益受到关注。本文从标准、产品能效水平等角度,重点分析了我国空气压缩机及空压站系统的行业现状,指出了在标准... 在“双碳”目标及国家实现制造业高质量发展的大背景下,空气压缩机及系统作为主要行业广泛应用的重要用能设备,其能效问题日益受到关注。本文从标准、产品能效水平等角度,重点分析了我国空气压缩机及空压站系统的行业现状,指出了在标准修订、产品制造、市场监督等方面存在的不足,分析了其中的原因,并就进一步促进行业产品与系统能效的提升,从新技术研发、标准引领、产品认证、市场监督等方面提出了建议。 展开更多

关键词 能效 空气压缩机 空压站 压缩空气系统 认证

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往复式预加氢循环压缩机活塞杆负载特性及疲劳失效研究

2

作者 于洋 王胜利 +2 位作者 方燚 刘世成 范文俊 《机床与液压》 北大核心 2025年第2期145-151,共7页

针对往复式预加氢循环压缩机活塞杆的负载特性及疲劳性能,建立其在最大拉力/压力工况下活塞杆的负载模型。鉴于解析法在活塞杆疲劳失效中的局限性,提出数值模拟与经验公式相结合的活塞杆强度校核方法。以某大型往复压缩机活塞杆断裂失... 针对往复式预加氢循环压缩机活塞杆的负载特性及疲劳性能,建立其在最大拉力/压力工况下活塞杆的负载模型。鉴于解析法在活塞杆疲劳失效中的局限性,提出数值模拟与经验公式相结合的活塞杆强度校核方法。以某大型往复压缩机活塞杆断裂失效为例,采用有限元法计算活塞体和活塞杆之间的预紧力及其变形量,精确求解活塞和活塞杆柔度系数,计算活塞在最大综合拉力/压力位置时活塞杆预紧失效杆段的静强度安全系数、拉压疲劳应力幅安全系数和最大应力安全系数,分析了活塞杆的疲劳失效原因并提出了优化改进方案。结果表明:通过有限元计算的活塞杆最大应力位置出现在断裂处,即加热盲孔的末端;适当降低活塞杆与活塞体之间预紧力时,活塞杆失效杆段的拉压疲劳应力幅安全系数与最大应力安全系数均有所提升,由初始的14.32和1.78提高到优化后的14.64和1.86。 展开更多

关键词 预加氢循环压缩机 负载模型 断裂失效 预紧力 柔度系数

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基于聚类矩阵的隔膜氢气压缩机自学习监测预警方法研究

3

作者 陶波 陈恩 +6 位作者 李芙东 程翱翔 舒悦 刘志龙 刘晓明 袁恒川 马文博 《流体机械》 北大核心 2025年第5期92-101,共10页

为了满足加氢站用90 MPa隔膜氢气压缩机的稳定运行监测与安全预警需求,提出了一种基于聚类矩阵的自学习监测预警方法。使用移动滑窗方法,以窗口长度为10,对监测工况时序编组,采用12个组合统计学指标对18种监测参数进行隐含信息挖掘,再... 为了满足加氢站用90 MPa隔膜氢气压缩机的稳定运行监测与安全预警需求,提出了一种基于聚类矩阵的自学习监测预警方法。使用移动滑窗方法,以窗口长度为10,对监测工况时序编组,采用12个组合统计学指标对18种监测参数进行隐含信息挖掘,再构建聚类矩阵算法对筛选的10种监测参数建立模型与识别状态;结合专家经验,基于准确率、召回率与耗时设定权重矩阵。针对氢气压缩机长周期与变工况特点,引入KL,JS散度和KS检验构建自更新策略,阈值为1.0和0.3,显著性水平为0.05。试验结果表明,对于8 000余组数据迭代测试,模型平均准确度从最低点66.75%恢复至94.87%,平均召回率提升至90.64%,核心计算总耗时111.37 s,验证了模型自更新能力与不同工况分布数据的敏感性。本研究为隔膜氢气压缩机全生命周期监测与预警提供支持。 展开更多

关键词 隔膜氢气压缩机 监测预警 聚类矩阵 全生命周期

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无霜冰箱压缩机与风机运行特性研究 被引量：2

4

作者 张淑萍 杨昭 +3 位作者 赵延峰 候召宁 贺红霞 舒悦 《流体机械》 CSCD 北大核心 2024年第11期23-29,38,共8页

为了提高制冷系统的能源效率,通过优化压缩机与风机的匹配运行,建立了冰箱动态运行仿真模型,分析了压缩机转速和风机风量对冰箱运行特性的影响,包括冷却换热量、结霜换热量、功率。同时,研究了压缩机与风机的匹配方案对系统性能的影响... 为了提高制冷系统的能源效率,通过优化压缩机与风机的匹配运行,建立了冰箱动态运行仿真模型,分析了压缩机转速和风机风量对冰箱运行特性的影响,包括冷却换热量、结霜换热量、功率。同时,研究了压缩机与风机的匹配方案对系统性能的影响。结果表明,在满足降温需求的前提下,提升压缩机运行率有助于降低能耗;在1 200~2 100 r/min转速范围内,增加压缩机转速可以显著提升换热量,当转速超过2 100 r/min时,压缩机的运行率随压缩机转速增加而下降,系统功率随压缩机转速增加而升高;增加风机风量可提高冷却换热量占总换热量的比重,与0.013 kg/s风量相比,0.023 kg/s风量下冷却换热量的比重提升了2.73%,然而,风机风量的增加也导致了系统运行功率的增加;在特定降温需求下,存在最佳的压缩机转速与风机风量的匹配方案,使得系统功率取得最小值,在68 W的降温需求下,冰箱功率最低的匹配方案为风机风量0.017 kg/s,压缩机的转速2 111 r/min,此时系统运行功率为54.28 W。研究揭示了结霜换热量、冷却换热量及功率的变化规律,并提出了风机风量与压缩机转速的低能耗匹配策略,为制冷系统中压缩机与风机的运行参数优化、能效提升提供了理论依据。 展开更多

关键词 无霜冰箱 压缩机 风量 节能控制

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基于MOMEDA与LMD的往复压缩机活塞杆沉降信号故障特征提取方法研究 被引量：1

5

作者 何明 方燚 +5 位作者 孙瑞亮 李豪 刘世成 范文俊 闫慧敏 舒悦 《流体机械》 CSCD 北大核心 2024年第11期72-78,共7页

针对传统经验模态分解(EMD)等方法在当前往复压缩机活塞杆故障诊断中故障特征提取能力不足的问题,本文通过电涡流传感器获得往复压缩机活塞杆的沉降信号,利用多点最优最小熵解卷积算法(MOMEDA)对信号周期进行自适应调整去干扰处理,再对... 针对传统经验模态分解(EMD)等方法在当前往复压缩机活塞杆故障诊断中故障特征提取能力不足的问题,本文通过电涡流传感器获得往复压缩机活塞杆的沉降信号,利用多点最优最小熵解卷积算法(MOMEDA)对信号周期进行自适应调整去干扰处理,再对其进行局部均值分解(LMD),得到信号所对应的多个乘积函数(PF)分量的特征参数因子,包括偏度系数gi、峭度系数qi和总能量比Ei/E。对比活塞杆正常和故障状态(支撑环磨损、紧固元件松动和早期裂纹)下的特征参数变化,结果显示:在活塞杆支撑环磨损情况下,g1和q3的值将分别达到-0.02和1.60,与正常值相差3~5倍;活塞杆紧固原件松动情况下,g1,g3,q1,q3均会出现大幅度偏差,甚至呈现出超过正常值10倍以上的差距;活塞杆早期裂纹情况下,低阶分量g4和q4会出现一些变化,分别达到-1.30和1.60;MOMEDA与LMD相结合的方法,能够准确、有效地对往复压缩机活塞杆沉降信号进行判断,相比于传统的EMD信号分析方法,该方法在活塞杆故障诊断领域展现出更高的实用性。 展开更多

关键词 多点最优最小熵解卷积算法 局部均值分解 经验模态分解 故障诊断 往复压缩机 活塞杆

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多级无油活塞式压缩机多场耦合特性分析研究

6

作者 鲍军 田旭东 +1 位作者 李奉誉 方燚 《流体机械》 CSCD 北大核心 2024年第8期70-75,共6页

为提升无油活塞式压缩机的可靠性,满足轨交车辆对压缩机可靠性要求,通过对新研制的无油活塞式压缩机开展热动力学多场耦合分析研究,明确了吸、排气过程中的压力分布特性、不同曲柄角对应的温度分布特性、压缩机工作过程中的气体速度分... 为提升无油活塞式压缩机的可靠性,满足轨交车辆对压缩机可靠性要求,通过对新研制的无油活塞式压缩机开展热动力学多场耦合分析研究,明确了吸、排气过程中的压力分布特性、不同曲柄角对应的温度分布特性、压缩机工作过程中的气体速度分布和流量特性,呈现了压力和温度发生较明显变化的区域,展示了气体速度场中的涡流分布情况。结果表明,压力波动主要存在于吸、排气口附近,最大压力约为0.51 MPa,其余部分压力均布;压缩机排气时的内部温度均匀分布,在吸、排气口附近存在最大温度梯度约为50 K;运用分析结果对压缩机的设计、可靠性优化进行理论指导,对试制样机在排气压力在1.1 MPa的工况下进行了1000 h疲劳试验,试验全程中重点部位的振动峰值为9.2 mm/s、温度峰值为148℃,满足了规定工况下保证长时间稳定性能运行的要求。研究结果可为无油活塞式压缩机的优化设计提供参考。 展开更多

关键词 无油活塞式压缩机 压力分布 温度分布 速度分布

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LNG储运安全保障技术发展与展望 被引量：6

7

作者 朱祖超 崔宝玲 +2 位作者 张光 王超 于佳文 《流体机械》 CSCD 北大核心 2024年第9期84-97,共14页

中国作为液化天然气(LNG)进口大国主要通过LNG运输船运至沿海地区的LNG接收站,经气化后向内陆地区通过管道进行输送,其中,储罐和高压泵等储运关键设备发挥着核心支撑作用。本文阐述了LNG从船运到LNG接收站再进入管线输送过程中所涉及的... 中国作为液化天然气(LNG)进口大国主要通过LNG运输船运至沿海地区的LNG接收站,经气化后向内陆地区通过管道进行输送,其中,储罐和高压泵等储运关键设备发挥着核心支撑作用。本文阐述了LNG从船运到LNG接收站再进入管线输送过程中所涉及的LNG储运技术与关键设备发展状况,分析了LNG船运过程传热与蒸发抑制技术,储存、冷凝及气化等静设备以及长管线输送动力设备等关键设备的研发难点,讨论了LNG管线安全输送保障技术。提出了要进一步加强理论研究和关键技术突破,重点研发LNG储运关键设备,确保LNG储运过程的安全可靠性,实现LNG储运关键设备全部国产化和能源重大工程的自主可控发展。 展开更多

关键词 液化天然气(LNG) LNG储运设备 管线输送 安全保障技术

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活塞压缩机降噪技术及声振耦合路径研究

8

作者 李小仨 刘旺 +3 位作者 韩占华 王乐 肖军 江用胜 《流体机械》 2025年第7期96-103,共8页

针对活塞式压缩机噪声超标问题,对压缩机进行一系列减振降噪试验,包括模态和振动测试,以及改变外围壳体的厚度和更换吸声材料,最终完成了噪声指标要求58.7 dB(A)〔LP≤60 dB(A)〕。研究表明,低频振动(10~100 Hz)引起压缩机外壳噪声的辐... 针对活塞式压缩机噪声超标问题,对压缩机进行一系列减振降噪试验,包括模态和振动测试,以及改变外围壳体的厚度和更换吸声材料,最终完成了噪声指标要求58.7 dB(A)〔LP≤60 dB(A)〕。研究表明,低频振动(10~100 Hz)引起压缩机外壳噪声的辐射,边界条件的改变可以有效降低若干低频振动,振动传递路径决定噪声的辐射;在声源与隔声罩没有连接时,隔声罩能降低中高频段(500~2000 Hz)的噪声;声振耦合的存在形式为固体-固体,以第一阶激振频率向外传播,路径单一;边界条件决定声振耦合的强度,决定辐射声波的大小;声辐射面必须完全包络,吸声材料才能起到作用;减振器在高频段,能起到降噪的作用,在低频段,降噪失效。研究结果对同类压缩机的减振降噪工作具有指导意义。 展开更多

关键词 压缩机 板壳耦合结构 减振降噪 传递路径

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基于特征基的GMC卷积稀疏机械故障特征解析方法 被引量：2

9

作者 卢威 韩长坤 +2 位作者 闫晶晶 宋浏阳 王华庆 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期239-249,共11页

在机械设备的复杂工况下,监测信号易受多振动源及环境噪声干扰,导致故障特征微弱且呈现强耦合特性,这给设备故障诊断带来极大挑战。因此,提出了一种基于振动特性基的GMC增强卷积稀疏机械故障特征解析方法,实现微弱耦合故障特征解析。首... 在机械设备的复杂工况下,监测信号易受多振动源及环境噪声干扰,导致故障特征微弱且呈现强耦合特性,这给设备故障诊断带来极大挑战。因此,提出了一种基于振动特性基的GMC增强卷积稀疏机械故障特征解析方法,实现微弱耦合故障特征解析。首先,构造了一种自适应单边衰减小波匹配算法以获取最优特征原子,将最优特征原子升维同时匹配故障周期,以得到具有周期特征的振动特征基。其次,提出基于GMC增强的卷积稀疏编码,结合振动特征基优化求解稀疏系数。此外,提出了一种基于平均峭度与谐波能量比的过程参数优化选择方法,克服了优化过程中关键参数难选取的问题。最后,提取包络谱主要特征与理论故障特征频率对比判断故障类型。通过仿真分析和试验台信号验证,并对比分析了基于谱峭度分解和可调变Q因子小波变换GMC稀疏增强等两种传统方法。实验结果表明,相较于上述两种传统方法,本文提出的方法可以有效地分离不同类型的故障特征信号,并实现故障特征的增强。 展开更多

关键词 振动特征基 广义极大-极小凹 卷积稀疏编码 特征解析 故障诊断

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畸变来流下高转速叶片气弹失稳机理研究 被引量：2

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作者 韦雪阳 陈富强 +2 位作者 李芙东 蔡勤榕 王维民 《流体机械》 CSCD 北大核心 2024年第11期79-86,96,共9页

为了探究先进压气机侧向进气诱发的进气畸变沿高速动叶(R1)的传递规律及耦合机制,基于弱流固耦合方法和畸变来流数据对动叶气弹稳定性进行了仿真研究。结果表明:压气机畸变来流含总压畸变和旋流畸变,复合畸变诱导R1叶尖处形成沿周向传... 为了探究先进压气机侧向进气诱发的进气畸变沿高速动叶(R1)的传递规律及耦合机制,基于弱流固耦合方法和畸变来流数据对动叶气弹稳定性进行了仿真研究。结果表明:压气机畸变来流含总压畸变和旋流畸变,复合畸变诱导R1叶尖处形成沿周向传播的分离涡,而叶尖分离涡导致全周叶片在同一时刻承受不同大小和频率的气动力。经对比,气动阻尼稳定后,得到均匀进气下的气动阻尼为0.14,而畸变来流下的气动阻尼为0.1,降幅达28.57%,进气畸变显著降低动叶气弹稳定性。此外,由叶尖分离涡造成的众多集中在3倍转频附近的气流激励频率,激发了叶片低模态共振。发生共振的叶片在叶尖分离涡消失后,振动幅值仍相较于均匀进气增大2.3倍。研究结果可为先进压气机抗畸变设计及提升动叶气弹稳定性提供重要参考。 展开更多

关键词 先进压气机 进气畸变 流固耦合 气弹稳定性

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爪式真空泵新型齿轮爪式转子及其力学性能研究

11

作者 李杰杰 任纯吉 +5 位作者 王君 李影 潘诗洋 胡金月 李子珍 崔冬 《真空科学与技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第7期583-591,共9页

爪式转子的型线设计是决定爪式真空泵性能的关键因素。齿轮爪式转子采用新型曲折型啮合结构,显著降低了传统曲爪转子存在的转子间泄漏,然而齿轮爪式转子型线上仍存在多个不光滑点,降低了力学性能。针对这一问题,文章提出了一种新型高密... 爪式转子的型线设计是决定爪式真空泵性能的关键因素。齿轮爪式转子采用新型曲折型啮合结构,显著降低了传统曲爪转子存在的转子间泄漏,然而齿轮爪式转子型线上仍存在多个不光滑点,降低了力学性能。针对这一问题,文章提出了一种新型高密封椭圆弧型齿轮爪式转子,推导了该转子型线参数方程;分析了型线几何参数对爪泵相对余隙和容积利用率的影响,并与现有齿轮爪式转子进行对比;研究了新型转子的工作过程,对比分析了两种转子混合过程的余隙变化;对新型转子和现有齿轮爪式转子在工作过程中的应力和变形进行对比研究。研究结果表明:与现有齿轮爪式转子相比,新型转子的相对余隙减少10%以上,混合过程中的过压缩腔和膨胀腔减少,新型转子的吸气过程和混合过程中最大变形量分别减少10.11%和16.06%,极大改善了转子的性能。 展开更多

关键词 高密封型爪式转子 型线构建 几何性能 工作过程 受力分析

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利用冷凝侧回收热调控供液温度特性分析

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作者 钟根仔 王忠恒 +4 位作者 侯春枝 朱长青 刘浩 杨敏玲 吕祺 《流体机械》 CSCD 北大核心 2024年第3期98-104,共7页

针对某型液冷源供液温度波动较大以及冷凝侧热无利用排放问题,通过对系统工作原理和冷凝侧换热器结构等方面进行分析,提出可以利用冷凝侧回收热控制供液温度波动或实现供液温度的精确控制。建立了冷凝侧换热器的计算模型,并计算出系统... 针对某型液冷源供液温度波动较大以及冷凝侧热无利用排放问题,通过对系统工作原理和冷凝侧换热器结构等方面进行分析,提出可以利用冷凝侧回收热控制供液温度波动或实现供液温度的精确控制。建立了冷凝侧换热器的计算模型,并计算出系统冷凝侧空气进、出口温度、冷凝温度和冷却液出口温度等工作参数,以及在不同工况下的热回收量。结果表明,通过冷凝侧热回收的方式对液冷源供液温度进行调控,能够抑制供液温度波动,避免压缩机频繁启停,提高液冷源工作稳定性;冷凝侧热回收时,最大冷却液旁通流量为总流量的50%左右最为合适,并总结了系统制冷量与总热负荷能够实现平衡的工况区域。研究结论结果可为相关领域冷凝侧热利用提供参考。 展开更多

关键词 液冷源 集成换热器 回收热 供液温度

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高转速小流量离心叶轮流场对背压脉动的响应分析 被引量：1

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作者 肖军 刘晓明 李奉誉 《流体机械》 CSCD 北大核心 2023年第7期24-31,共8页

为了研究离心叶轮流场对出口背压脉动的响应特性,自行开发了基于多块结构化网格的流场分析程序。对某燃料电池离心压缩机叶轮展开背压脉动下流场响应的算例考核,计算的性能曲线与商业软件结果吻合较好,并以该叶轮为研究对象,采用数值模... 为了研究离心叶轮流场对出口背压脉动的响应特性,自行开发了基于多块结构化网格的流场分析程序。对某燃料电池离心压缩机叶轮展开背压脉动下流场响应的算例考核,计算的性能曲线与商业软件结果吻合较好,并以该叶轮为研究对象,采用数值模拟计算其内流场对下游背压脉动的响应特性。结果表明:背压脉动参数决定了流场响应的同步性和流场参数的分布特征。流场参数的波动随背压脉动幅度的增加而增大,且相对脉动幅度均超过背压脉动;流场参数的波动随背压脉动频率的增加而显著增大,且流场变化的同步性随脉动频率的增加而降低,不同背压脉动频率下极限环的形态呈显著差异,3倍频脉动条件下不同时刻的叶表压力分布呈显著差异,且加载特性发生变化。 展开更多

关键词 高转速 离心叶轮 流场响应 背压脉动 数值模拟

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