往复式压缩机进气阀优化设计方法研究

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1、22FLUIDMACHINERYVo1．42，No．1，2014文章编号：1005—0329(2014)01-0022-03往复式压缩机进气阀优化设计方法研究张云，江志农。张进杰(北京化工大学化工安全教育部工程研究中心北京100029)摘要：目前压缩机气阀的设计大多数是按照已有设备进行经验设计，定量设计研究比较少。本文结合使用CFD软件模拟的方法对压缩机气阀弹簧刚度进行优化设计。文中首先对压缩机的吸气过程进行了三维的瞬态模拟，其中阀片运动规律由编写的UDF函数定义，最终得出气缸内部的流体状态以及气阀的运动规律，结果更加实际准确。在此基础上对一组弹簧刚度进行模拟

2、，得出气阀运动规律与弹簧刚度的关系，在兼顾压缩机的寿命与效率的情况下，得出最优的弹簧刚度。这对于压缩机气阀的设计等具有指导性的意义。关键词：压缩机；数值模拟；弹簧刚度；优化设计中图分类号：TH457文献标识码：Adoi：10．3969／j．issn．1005—0329．2014．01．005ResearchonOptimalDesignofSuctionValveinReciprocatingCompressorZHANGYun，JIANGZhi-nong，ZHANGJin-jie(ChemicalSafetyEngineeringResearchCenter

3、oftheMinistryofEducation，BeijingUniversityofChemicalTechnology，Beijing100029，China)Abstract：Currently，thedesignofreciprocatingcompressorvalvestilllacksquantitativestudy．Thepaperfocusesontheopti-mizationdesignofvalvespringstifnesswithCFDmethod．Athree—dimensionaltransientmodelofrecipr

4、ocatingcompressorwasexposed，andthemotionofvalveplatewasgovernedbyuser-definedfunction(UDF)，thusmoreaccurateresultsoftheflowfieldinthecylinderandthemotionofthevalveplatewereobtained．Then，agroupofspringstifnesswasappliedtothemodelinor-dertofindouttheoptimalspringstiffnesstoarriveatthe

5、bestcompromisebetweentheeficiencyandthelifeofreciprocatingcompressor．Andtheresearchshouldhaveinstructivesignificanceforthefuturedesignofcompressorvalve．Keywords：reciprocatingcompressor；numericalsimulation；springstifness；optimaldesign1前言律，结果更加实际准确，验证数值模拟的可行性。然后通过对一组弹簧刚度的模拟，得出弹簧刚度压缩机具

6、有压力范围广、效率高、适用性强等与阀片运动规律的关系，对气阀进行优化设计，得特点，因而广泛应用于石油石化企业。压缩机气出合适的弹簧刚度，为压缩机气阀设计提供理论阀由于工作强度大、工作环境恶劣，是压缩机的重依据。要且易损部件之一⋯。目前，压缩机气阀的设计季玉茹等利用MATLAB等软件求解数学模多是根据已有的设备进行经验设计，未从根本上型对气阀运动规律进行研究，但这种数值求解法解决气阀的定量分析计算和设计，因而模拟出其计算的是静态气体力，没有考虑流速、气缸内压力运动规律并进行优化设计对气阀设计具有重要意脉动等影响，得出的结果不够准确]。杨现林义。数值模拟成本低、周

7、期短、效率高，本文首先等也通过建立数学模型计算出弹簧力与气阀运动采用FLUENT软件对压缩机进气过程进行三维瞬间的关系⋯。结合FLUENT三维瞬态模拟得出态模拟，考虑流体流动状态，得出气阀的运动规弹簧刚度与气阀运动规律的关系的文献很少。因收稿日期：2013—0l—O8基金项目：国家重点基础研究发展计划(“973”计划)项目(2012CB026000)2014年第42卷第1期流体机械23此本文采用FLUENT软件进行对压缩机运行过程最终模型划分网格单元数为596696个。进行三维瞬态模拟，考虑流体流动状态，找出弹簧2．3动网格及边界条件设定刚度与气阀运动规律之间

8、的关系，为气阀优化设往复式压缩机工作时