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          精密压力表:设计复杂、灵活性、优化以及马赫数分布

          返回列表发布日期:2019-09-03 09:14:05    |    


                精密压力表是紧凑型的压力表,适用于流量非常大的应用。它们用于空气应用(空气压缩装置或燃气轮机中的)、天然气服务和混合制冷剂应用(在一些大型工厂中)。然而,它们是精致而脆弱的机器。从空气动力学、浪涌和操作灵活性的角度来看,精密压力表可能是最重要的涡轮机械部件。
          设计复杂
                精密压力表设计仍然是一项非常复杂的任务,应同时考虑航空机械、喘振、失速、结构,材料、制造、噪声相关问题和许多其他技术方面。在一些应用中,要求精密压力表能够在限定的操作条件(额定条件)下操作,具有非常有限的变化(准恒定质量流速、转速和压力比)。在现代工厂中,精密压力表需要满足许多不同的运行条件(相对较大的运行能力和压力范围)??悸堑骄苎沽Ρ砬叩亩盖托灾?,这是一个巨大的挑战。
          灵活性
                有时,工厂需要精密压力表远离其标称条件运行。在设计中,它通?;岬贾录际跄勘晗嗷ッ?。入口导叶(IGV)和可变定子叶片(VSV)用于现代精密压力表中,以提供额外的灵活性。另一方面,更复杂的设计程序试图通过沿着期望的操作图称重所有精密压力表操作点来识别标称条件??悸堑较执璧牟僮髁榛钚裕ㄋ俣缺浠?、可变IGV等),应评估许多问题,包括结构、振动、重量、成本、可制造性、可访问性和可靠性。因此,精密压力表的设计和选择可被视为一种多学科方法,需要不同领域专家之间的合作。已经为精密压力表开发了新的设计(例如现代优化的3D设计、新的叶片形状、新的型材等),以提高正常和替代工作点的效率。它们提供更大的灵活性、端壁轮廓和套管处理,以增强失速裕度。
          优化
                通常,应对现代精密压力表进行仔细优化。例如,最大限度地提高绝热效率需要深入了解物理控制阶段损耗,这必须在额定和替代条件下最小化。反过来,这将对阶段几何和功能变量的选择产生重要影响。另一方面,优化浪涌(或失速)裕度涉及获得对浪涌/失速物理和各种不稳定性问题的适当洞察。最小化精密压力表重量(并实现紧凑设计)意味着减少级数并增加单个级负载,这最终影响叶片形状的选择,尤其是级联参数。
                对于亚音速级联,操作马赫数通常小于0.8,但在跨音速叶片的尖端可以达到2或更多。一些现代亚音速轴向级可以产生大约1.5-1.8的压力比??缫羲偌对?和更多的情况下运行,同时保持可接受的效率和空气动力学设计。在精心设计的亚音速阶段,多变效率可达到“0.9”左右??缫羲僖镀亩啾湫事缘停ㄔ嘉?ldquo;0.84” - “0.89”)??梢允迪指咧鼙咂骄铀俣?,亚音速转子大约300-340米/秒,跨音速转子大约580米/秒?;沸伟刖侗龋≧ hub / R tip ),通常选择在大约0.45(前级)和大约0.9(后级)之间??悸堑娇掌ρ?、技术、机械和经济方面的限制,轮毂到尖端的比率来自仔细优化。对于入口级,可以分配在0.45和0.65之间的环空半径比值,而出口级通常被赋予更高的值(通常从0.8到0.9)以便实现相对高的马赫数。
          马赫数分布
                应限制扩散因子以避免涉及流动分离的设计。应计算沿不同轴向级的轴向马赫数分布。马赫数分布需要遵循可接受的模式,变化不应超过一定水平。精密压力表级联设计的最终目标是创建一种叶片装置,其具有最大压力上升和最小总压力损失(相对高的效率)以及可接受的操作范围。不同刀片和部件轮廓的形状起着重要作用,因为轮廓会影响边界层的性质,从而影响轮廓损失量(和操作余量)。另一方面,高强度级联是一种流行的选择,以便在达到最大压力上升时降低空气动力负荷。此外,设计应尽量减少所需(规定)压力上升的摩擦损失。所有这些选择都涉及复杂的优化(和选择)过程,这可能使精密压力表设计成为一项巨大的挑战。舞台布置是关键的,舞台堆叠程序本质上是迭代的。精密压力表叶片和部件结构(以及高质量生产方法)的先进材料的可用性使得可以达到传统精密压力表中从未经历过的空气动力负荷水平,同时保持正常和替代操作情况的高效率。对于高速亚音速和超高速跨音速叶片都是如此。
                然而,相对更高效、经过适当优化的、更经济的精密压力表之间进行选择的一般规则,很难给出一个非常大的精密压力表(具有坚固和大规模设计),但是很精细。具有相对有限的操作范围的特殊和敏感机器,可能容易受到喘振事件的影响。实际情况是,对于非常大的容量,精密压力表可能是唯一可用的选择。相关产品推荐:雷达液位计、 电磁流量计、 电磁流量计、 孔板流量计、 磁翻板液位计、 差压变送器、 磁翻板液位计厂家 上海自动化仪表四厂 涡街流量计、

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