《占空比調製的往複流程機械排氣量調節方法及理論研究》是依託西安交通大學，由侯雄坡擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：占空比調製的往複流程機械排氣量調節方法及理論研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：侯雄坡
- 依託單位：西安交通大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
占空比調製排氣量調節方法是針對化工流程中大型往復壓縮機的特點，以全行程壓開進氣閥為基礎，將現有的以壓力上下限信號為反饋的開關控制，改進為以壓力偏差信號為反饋的占空比控制，通過不同的占空比調製參數，實現精確和平穩的氣量供給，具有明顯的節能潛力。呼吸效應是容積式機械中廣泛存在而其危害又常被忽視的一種現象，在占空比控制下呼吸效應的影響因素和後果愈加複雜，因此該調節理論的完善和實現，必須建立在對呼吸效應的深入研究和理解的基礎之上。呼吸效應在本質上是一種非定常流動與複雜換熱問題相耦合的熱力學過程，本項目以往復壓縮機單作用級為對象，建立內部流通空間和實際工作循環的數學物理模型，將有限容積法和非線性結構力學相結合、將數值模擬和實驗驗證相結合，研究呼吸效應的發生機理，和不同占空比調製模式下對壓縮機內部流動和傳熱的影響，進而了解排氣量、功率等巨觀參數的變化規律，為占空比調製排氣量調節提供堅實的理論基礎。
結題摘要
占空比調製排氣量調節方法是針對化工流程中大型往復壓縮機的特點，以全行程壓開進氣閥為基礎，將以壓力上下限為反饋的開關控制改進為以壓力偏差信號為反饋的占空比控制，通過不同的占空比調製參數，實現精確和平穩的氣量供給，具有明顯的節能潛力。本項目以兩級V型風冷空氣壓縮機為對象，建立了壓開進氣閥流量調節裝置的實驗平台，設計了氣閥壓叉氣動執行機構及其驅動電路，測試系統採用LabVIEW和數據採集卡，控制系統為兩級計算機控制，開發了占空比調製的控制程式。建立壓縮機單作用“級”的數學物理模型，採用組合動格線技術，利用FLUENT軟體對呼吸效應進行了數值模擬。確定在不同的占空比調製模式下，呼吸效應影響的空間範圍、主要因素及其強弱程度的定量描述，獲得占空比調製對排氣量調節質量指標影響的機理。這些模擬結果均與實驗數據吻合的很好。建立了壓縮機供氣壓力與實時流量的動態微分方程，推導出壓力偏差信號反饋的實時需氣量計算方法和占空比實時辨識方法，結合呼吸效應的影響分析，提出了實施占空比調製方法的最佳化策略，並對占空比調節方法的能效進行了實驗考核。分析了占空比調製執行機構的設計技術，解決了動力源選型計算、執行機構運動規劃和裝置結構三個方面的關鍵技術問題。
