[發明專利]一種基于數值模擬的壓縮機節能評價模式

在審

• 申請號: 202010635262.0
• 申請日: 2020-07-03
• 公開（公告）號: CN112001039A
• 公開（公告）日: 2020-11-27
• 發明（設計）人: 冀曉洲;趙立華;楊檬;韓碩祥
• 申請（專利權）人: 北京賽西認證有限責任公司
• 主分類號: G06F30/17
• 分類號: G06F30/17;G06F30/20;G06F111/10
• 代理公司: 北京盛凡智榮知識產權代理有限公司 11616
• 代理人: 葉培輝

本發明公開了一種基于數值模擬的壓縮機節能評價模式，包括如下步驟，1)建立壓縮機幾何模型；2)壓縮機網格生成；3)設定邊界條件機初值條件；4)選擇數值方法和計算模型；5)節能評價。本發明屬于壓縮機節能評價技術領域，具體是提供了一種簡單易行，快速精準的基于數值模擬的壓縮機節能評價模式。

技術領域

本發明屬于壓縮機節能評價技術領域，具體是指一種基于數值模擬的壓縮機節能評價模式。

背景技術

空氣壓縮機是工業現代化的基礎產品，在工業領域具有廣泛的應用，在工業生產中具有很高的地位。隨著國際節能理念的提出以及國家節能浪潮的興起，節能技改成為目前國內工業領域的重點，因此，空氣壓縮機方面的節能技改成為必然，所以，需要對其能效進行檢測，對其改造后的節能效果進行評估。

目前國內空氣壓縮機的運行數據均按照出廠設置計算，但是在實際的使用過程中，各類運行數據總會出現一定的誤差，并且，在運行過程中，由于損耗或者其他原因也會造成運行數據的改變。而現在市場上沒有一種能夠對空氣壓縮機進行現場檢測的設備，目前空氣壓縮機實際性能的檢測需要把各個部件拆下來，帶到檢測院進行監測，操作繁復，成本昂貴；且空氣壓縮機組成比較復雜，其組成分別包括：油循環系統、氣路循環系統、水路循環系統、配電系統、直流電源系統、屏保護系統和DTC控制系統，在對其進行數據采集的過程中，需要采集的數據種類較多、數據量大，對其進行節能評價十分不便

發明內容

為解決上述現有難題，本發明提供了一種簡單易行，快速精準的基于數值模擬的壓縮機節能評價模式。

本發明采取的技術方案如下：本發明基于數值模擬的壓縮機節能評價模式，包括如下步驟：

1)建立壓縮機幾何模型：使用ANSYS Bladegen軟件完成待評價壓縮機的幾何模型重建，采用雙圓弧修正的圓漸開線型線，采用圓柱形排氣口；

2)壓縮機網格生成：采用三維結構化動網格對待評價壓縮機的流體區域進行網格劃分，采用NUMECA程序包中的AutoGrid 5對結構化網格模型中的每一個網格節點進行識別和控制，實現三維結構化動網格的運動劃分；

3)設定邊界條件機初值條件：設定進口邊界條件為靜溫293K、進口質量流量為0.08kg/s、給定速度方向為軸向進氣，設定出口邊界條件為靜壓144000Pa，轉動壁面的壁面邊界條件設定輸入轉速 n＝42000rpm，靜止壁面的壁面邊界條件設定轉速為0，初始壓力選擇進口壓力101154Pa，初始靜溫選擇進口靜溫293K；

4)選擇數值方法和計算模型：使用Numeca/FineTurbo求解器，選取湍流模型為k-ε湍流模型，求解三維定?？蓧嚎s黏性Navier-Stokes方程，完成CFD數值模擬，得到模擬結果；

5)節能評價：根據步驟4)所述的模擬結果計算多變效率η_p和壓比ε，根據多變效率η_p和壓比ε評價壓縮機節能性。

進一步地，步驟5)所述多變效率η_p和壓比ε計算公式如式A和式B所示：

式中，k為絕熱指數；p₁為進口總壓；p₂為出口總壓；T₁為進口總溫；T₂為出口總溫。

采用上述結構本發明取得的有益效果如下：本方案基于數值模擬的壓縮機節能評價模式通過對壓縮機進行數值模擬，對待測壓縮機的幾何模型進行三維結構化動網格劃分提高數值模擬可靠性，簡單易行且結果精準可靠，便于精準評價壓縮機節能性。

具體實施方式