ICS23.140

CCSJ72

6101

西安市地方標(biāo)準(zhǔn)

DB6101/T3108—2021

工業(yè)用離心壓縮機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)流程

Designandoptimizationprocedureofprocesscentrifugalcompressor

2021-12-13發(fā)布2022-01-13實(shí)施

西安市市場(chǎng)監(jiān)督管理局發(fā)布

DB6101/T3108—2021

目次

前言.................................................................................II

1范圍...............................................................................1

2規(guī)范性引用文件.....................................................................1

3術(shù)語和定義.........................................................................1

4離心壓縮機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)典型流程.........................................................1

5氣動(dòng)選型...........................................................................2

條件...........................................................................2

流程...........................................................................2

6三維參數(shù)化設(shè)計(jì).....................................................................3

條件...........................................................................3

流程...........................................................................3

7結(jié)構(gòu)力學(xué)特性分析...................................................................4

條件...........................................................................4

流程...........................................................................4

8流場(chǎng)優(yōu)化及分析.....................................................................5

條件...........................................................................5

流程...........................................................................5

圖1離心壓縮機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)典型流程.......................................................2

圖2氣動(dòng)選型.........................................................................3

圖3三維參數(shù)化設(shè)計(jì)...................................................................4

圖4結(jié)構(gòu)力學(xué)特性分析.................................................................5

圖5流場(chǎng)優(yōu)化及分析...................................................................6

I

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前言

本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定

起草。

本文件由西安市人民政府國(guó)有資產(chǎn)監(jiān)督管理委員會(huì)提出并歸口。

本文件起草單位：西安陜鼓動(dòng)力股份有限公司。

本文件主要起草人：杜國(guó)棟、周根標(biāo)、陳余平、張利民、藺滿相、張小龍、許靖、張思功、楊莉娟。

本文件在實(shí)施中若有疑問或建議，請(qǐng)將咨詢或修改建議等信息反饋至下列單位：

單位：西安陜鼓動(dòng)力股份有限公司

電話/p>

地址：西安市灃惠南路8號(hào)

郵編：710075

II

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工業(yè)用離心壓縮機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)流程

1范圍

本文件規(guī)定了離心壓縮機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)典型流程、氣動(dòng)選型、三維參數(shù)化設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)力學(xué)特性分析、流

場(chǎng)優(yōu)化及分析的要求。

本文件適用于工業(yè)用離心壓縮機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)。除工業(yè)用離心壓縮機(jī)以外的其余透平機(jī)械在進(jìn)行設(shè)計(jì)

時(shí)也可參照?qǐng)?zhí)行。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，

僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本

文件。

GB/T321優(yōu)先數(shù)和優(yōu)先數(shù)系

GB/T31982機(jī)械產(chǎn)品模塊化設(shè)計(jì)規(guī)范

3術(shù)語和定義

下列術(shù)語和定義適用于本文件。

優(yōu)化設(shè)計(jì)optimaldesign

以數(shù)學(xué)中的最優(yōu)化理論為基礎(chǔ)，以計(jì)算機(jī)為手段，根據(jù)設(shè)計(jì)所追求的性能目標(biāo)，建立目標(biāo)函數(shù)，在

滿足給定的各種約束條件下，尋求最優(yōu)設(shè)計(jì)方案的過程。

離心壓縮機(jī)選型型譜圖selectiondiagramforcentrifugalcompressortypes

該型譜圖表示機(jī)型大小與氣動(dòng)參數(shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，用于離心壓縮機(jī)的設(shè)計(jì)選型。

體力bodyforces

作用于物體體積內(nèi)的力，以單位體積內(nèi)所受的力來度量。以坐標(biāo)正向?yàn)檎?/p>

4離心壓縮機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)典型流程

離心壓縮機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)典型流程見圖1。

1

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設(shè)計(jì)任務(wù)

歷史數(shù)據(jù)庫氣動(dòng)選型

三維參數(shù)化全新產(chǎn)品流場(chǎng)優(yōu)化

設(shè)計(jì)及分析

結(jié)非全新產(chǎn)品通流部件優(yōu)化

構(gòu)

優(yōu)

化否

現(xiàn)場(chǎng)反饋

結(jié)構(gòu)力學(xué)特性

是滿足要求

分析

否

廠內(nèi)測(cè)試滿足要求

是

設(shè)計(jì)完成

圖1離心壓縮機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)典型流程

5氣動(dòng)選型

條件

氣動(dòng)選型應(yīng)具備：

a)全系列的基本級(jí)數(shù)據(jù)庫；

b)歷史產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫；

c)離心氣動(dòng)計(jì)算軟件；

d)符合GB/T321的優(yōu)先數(shù)系列；

e)離心壓縮機(jī)選型型譜圖；

f)壓比——轉(zhuǎn)速特性圖及數(shù)據(jù)；

g)壓比——進(jìn)口溫度特性圖及數(shù)據(jù)；

h)機(jī)型——轉(zhuǎn)速圖表及數(shù)據(jù)。

流程

5.2.1氣動(dòng)選型流程見圖2。

5.2.2設(shè)計(jì)參數(shù)包含進(jìn)口溫度、進(jìn)口壓力、進(jìn)氣流量、飽和蒸汽溫升、排氣壓力等。

2

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5.2.3根據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù)，通過專用氣動(dòng)計(jì)算軟件選型計(jì)算。

5.2.4子午面優(yōu)化采用流道切割的方法進(jìn)行選型優(yōu)化。

5.2.5氣動(dòng)計(jì)算結(jié)果包含機(jī)型、功率、轉(zhuǎn)速等氣動(dòng)參數(shù)。

設(shè)計(jì)

參數(shù)

選型計(jì)算

性能

否子午面優(yōu)化

滿足

是性能

滿足

是

氣動(dòng)計(jì)算結(jié)果

圖2氣動(dòng)選型流程

6三維參數(shù)化設(shè)計(jì)

條件

三維參數(shù)化設(shè)計(jì)應(yīng)：

a)建立典型零部件數(shù)據(jù)庫；

b)采用三維建模通用技術(shù)、模塊化技術(shù)和可視化技術(shù)；

c)確定產(chǎn)品功能、模塊化劃分和功能參數(shù)系列化；

d)產(chǎn)品模塊化設(shè)計(jì)應(yīng)符合GB/T31982的規(guī)定。

流程

6.2.1三維參數(shù)化設(shè)計(jì)流程見圖3。

6.2.2應(yīng)建立參數(shù)化的結(jié)構(gòu)模型。

6.2.3將氣動(dòng)選型結(jié)果賦予參數(shù)化模型，得到詳細(xì)幾何模型。

6.2.4輸出三維參數(shù)化結(jié)果：零件參數(shù)化模型、部件裝配模型、零部件的工程圖。

3

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氣動(dòng)計(jì)

算結(jié)果

參數(shù)化模型

詳細(xì)幾何模型

三維參數(shù)化

結(jié)果

圖3三維參數(shù)化設(shè)計(jì)流程

7結(jié)構(gòu)力學(xué)特性分析

條件

結(jié)構(gòu)力學(xué)特性分析應(yīng)采用：

a)離心壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)靜力學(xué)與動(dòng)力學(xué)計(jì)算技術(shù)；

b)離心壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)計(jì)算技術(shù)。

流程

7.2.1結(jié)構(gòu)力學(xué)特性分析流程見圖4。

7.2.2設(shè)定載荷及邊界條件，包括：

——外部作用力，作用在各零部件的力、力矩和流體壓力；

——體力，各零部件的重力和旋轉(zhuǎn)零部件產(chǎn)生的離心力；

——位移載荷，根據(jù)零部件的工作狀況確定的位移約束；

——溫度載荷，流體介質(zhì)溫度。

7.2.3計(jì)算結(jié)果及分析：

——通過靜力學(xué)分析計(jì)算，得到各坐標(biāo)方向的應(yīng)力和應(yīng)變分布圖；

——通過動(dòng)力學(xué)分析計(jì)算，得到橫向振動(dòng)分析、穩(wěn)定性分析、扭轉(zhuǎn)振動(dòng)分析及關(guān)鍵件的動(dòng)力學(xué)特

性結(jié)果。

4

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三維參數(shù)

化結(jié)果

網(wǎng)格劃分

載荷及邊界

條件設(shè)定否

求解

滿足安全

裕度

是

結(jié)構(gòu)力學(xué)特性

分析結(jié)果

圖4結(jié)構(gòu)力學(xué)特性分析流程

8流場(chǎng)優(yōu)化及分析

條件

流場(chǎng)優(yōu)化及分析應(yīng)采用：

a)離心壓縮機(jī)流場(chǎng)分析優(yōu)化技術(shù)。

b)適應(yīng)離心壓縮機(jī)分析要求的湍流模型。

流程

8.2.1流場(chǎng)優(yōu)化及分析流程見圖5。

8.2.2建立模型及設(shè)定參數(shù)應(yīng)：

——建立離心壓縮機(jī)通流部件三維幾何模型；

——設(shè)定工質(zhì)組分及物性參數(shù)、進(jìn)出口的壓力、溫度、流量、速度及方向、葉輪轉(zhuǎn)速；

——設(shè)定優(yōu)化目標(biāo)和約束條件。

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