中文名 | 占空比調(diào)制的往復(fù)流程機(jī)械排氣量調(diào)節(jié)方法及理論研究 | 項(xiàng)目類別 | 青年科學(xué)基金項(xiàng)目 |
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項(xiàng)目負(fù)責(zé)人 | 侯雄坡 | 依托單位 | 西安交通大學(xué) |
占空比調(diào)制排氣量調(diào)節(jié)方法是針對(duì)化工流程中大型往復(fù)壓縮機(jī)的特點(diǎn),以全行程壓開進(jìn)氣閥為基礎(chǔ),將以壓力上下限為反饋的開關(guān)控制改進(jìn)為以壓力偏差信號(hào)為反饋的占空比控制,通過不同的占空比調(diào)制參數(shù),實(shí)現(xiàn)精確和平穩(wěn)的氣量供給,具有明顯的節(jié)能潛力。本項(xiàng)目以兩級(jí)V型風(fēng)冷空氣壓縮機(jī)為對(duì)象,建立了壓開進(jìn)氣閥流量調(diào)節(jié)裝置的實(shí)驗(yàn)平臺(tái),設(shè)計(jì)了氣閥壓叉氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)及其驅(qū)動(dòng)電路,測試系統(tǒng)采用LabVIEW和數(shù)據(jù)采集卡,控制系統(tǒng)為兩級(jí)計(jì)算機(jī)控制,開發(fā)了占空比調(diào)制的控制程序。建立壓縮機(jī)單作用“級(jí)”的數(shù)學(xué)物理模型,采用組合動(dòng)網(wǎng)格技術(shù),利用FLUENT軟件對(duì)呼吸效應(yīng)進(jìn)行了數(shù)值模擬。確定在不同的占空比調(diào)制模式下,呼吸效應(yīng)影響的空間范圍、主要因素及其強(qiáng)弱程度的定量描述,獲得占空比調(diào)制對(duì)排氣量調(diào)節(jié)質(zhì)量指標(biāo)影響的機(jī)理。這些模擬結(jié)果均與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)吻合的很好。建立了壓縮機(jī)供氣壓力與實(shí)時(shí)流量的動(dòng)態(tài)微分方程,推導(dǎo)出壓力偏差信號(hào)反饋的實(shí)時(shí)需氣量計(jì)算方法和占空比實(shí)時(shí)辨識(shí)方法,結(jié)合呼吸效應(yīng)的影響分析,提出了實(shí)施占空比調(diào)制方法的優(yōu)化策略,并對(duì)占空比調(diào)節(jié)方法的能效進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)考核。分析了占空比調(diào)制執(zhí)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)技術(shù),解決了動(dòng)力源選型計(jì)算、執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)規(guī)劃和裝置結(jié)構(gòu)三個(gè)方面的關(guān)鍵技術(shù)問題。 2100433B
占空比調(diào)制排氣量調(diào)節(jié)方法是針對(duì)化工流程中大型往復(fù)壓縮機(jī)的特點(diǎn),以全行程壓開進(jìn)氣閥為基礎(chǔ),將現(xiàn)有的以壓力上下限信號(hào)為反饋的開關(guān)控制,改進(jìn)為以壓力偏差信號(hào)為反饋的占空比控制,通過不同的占空比調(diào)制參數(shù),實(shí)現(xiàn)精確和平穩(wěn)的氣量供給,具有明顯的節(jié)能潛力。呼吸效應(yīng)是容積式機(jī)械中廣泛存在而其危害又常被忽視的一種現(xiàn)象,在占空比控制下呼吸效應(yīng)的影響因素和后果愈加復(fù)雜,因此該調(diào)節(jié)理論的完善和實(shí)現(xiàn),必須建立在對(duì)呼吸效應(yīng)的深入研究和理解的基礎(chǔ)之上。呼吸效應(yīng)在本質(zhì)上是一種非定常流動(dòng)與復(fù)雜換熱問題相耦合的熱力學(xué)過程,本項(xiàng)目以往復(fù)壓縮機(jī)單作用級(jí)為對(duì)象,建立內(nèi)部流通空間和實(shí)際工作循環(huán)的數(shù)學(xué)物理模型,將有限容積法和非線性結(jié)構(gòu)力學(xué)相結(jié)合、將數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證相結(jié)合,研究呼吸效應(yīng)的發(fā)生機(jī)理,和不同占空比調(diào)制模式下對(duì)壓縮機(jī)內(nèi)部流動(dòng)和傳熱的影響,進(jìn)而了解排氣量、功率等宏觀參數(shù)的變化規(guī)律,為占空比調(diào)制排氣量調(diào)節(jié)提供堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。
首先,m3都是體積單位。第二:1.前一個(gè)空壓機(jī)的排氣量3m3/min,是實(shí)際指空壓機(jī)吸入的未壓縮的空氣體積。2.后一個(gè)儲(chǔ)氣罐的儲(chǔ)氣量1m3,這個(gè)是指在8公斤的壓力下的已經(jīng)被壓縮了的空氣的體積,...
他表示的是他的工作速度 就比方說汽車的速度是60公里/小時(shí)
理論吸氣量和理論排氣量是否相等問題還第一次接觸到,不知這個(gè)量是用體積來衡量的,還是用重量來衡量的。用體積來衡量不相等,用重量來衡量相等。
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1、 螺桿壓縮機(jī)理論排氣量: Vp=C*D 2*L*n*60 (m3/h) C:齒型系數(shù),數(shù)值與轉(zhuǎn)子型線、齒數(shù)有關(guān),一般近似計(jì)算 C=0。46~0。 508,當(dāng)螺桿為對(duì)稱圓弧型線時(shí)取較小值,單邊不對(duì)稱型線取較大值 D:主動(dòng)轉(zhuǎn)子的名義直徑(公稱直徑 m) L:轉(zhuǎn)子的工作長度( m) n:主動(dòng)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速 2、 制冷量計(jì)算 QJ=Vp*gV* λ(Kcal/m3) Vp:理論排氣量 (m3/h) GV:單位容積制冷量, KJ/M3(KCAL/M3 ) λ:輸氣系數(shù) λ=0。75~0。90 對(duì)排氣量較小,且在壓縮比較大的工況下工作的螺桿機(jī), λ取較小值, 反之,取較大值;或根據(jù)生產(chǎn)廠提供的資料。 3、 標(biāo)準(zhǔn)體積計(jì)算(化工用) P*V=N*R*T 或 V=N*R*T/P V=[2970( Kg) *1000( g/Kg) /17( g/mol) ]*[0 。 082( L) /1000 (L/M
往復(fù)式壓縮機(jī)氣量無級(jí)調(diào)節(jié)由如下幾個(gè)特點(diǎn):
1)最寬廣的調(diào)節(jié)范圍,最優(yōu)控制特性,并使壓縮機(jī)啟停更加自如;
2)最大限度節(jié)省能源,氣量調(diào)節(jié)后,主電機(jī)的實(shí)際功率隨壓縮機(jī)排氣量的降低成等比例規(guī)律減少;
3)易于實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)有壓縮機(jī)進(jìn)行升級(jí)改造,且在升級(jí)改造過程中不影響現(xiàn)有壓縮機(jī)的部件和安全運(yùn)行;
4)調(diào)節(jié)系統(tǒng)出現(xiàn)故障后可自動(dòng)切除,不影響壓縮機(jī)正常運(yùn)行,且系統(tǒng)易于維護(hù);
占空比理論定義
占空比是指有效電平在一個(gè)周期之內(nèi)所占的時(shí)間比率。方波的占空比為50%,占空比為0.5,說明正電平所占時(shí)間為0.5個(gè)周期。
定義1:如果占空比定義為d=rTc。那么,分量F為:F.一Ub(2d一1)及sin(n)夾角。脈寬調(diào)制波形同時(shí)應(yīng)能明顯看出從一個(gè)周期到另一個(gè)周期,傅里葉分量的幅值將隨著占寬比發(fā)生的變化而變化。
定義2:Dutycycle=Width(Delay+Width)含步進(jìn)電機(jī)的CCD線陣列式位置傳感器支架。傳感器是CCD線陣列式位置傳感器,它是一種新型的固體成像器件,是在大規(guī)模集成電路工藝基礎(chǔ)上研制而成的模擬集成電路芯片。
定義3:所謂占空比是指壓縮機(jī)持續(xù)開啟時(shí)間與控制周期之比。在確定占空比時(shí)必須滿足壓縮機(jī)兩次開啟時(shí)間間隔大于制冷系統(tǒng)高低壓側(cè)平衡所需最小時(shí)間。
定義4:Ts為脈沖周期,Tw為脈沖寬度,定義τ=Tw/Ts×100τ稱為占空比。PWM根據(jù)輸入信號(hào)的大小對(duì)脈沖寬度進(jìn)行調(diào)制,使得在一個(gè)載波周期內(nèi)輸出占空比是輸入的函數(shù)。
定義5:可見改變電源加在負(fù)載上正弦電壓波形的個(gè)數(shù)和關(guān)斷正弦電壓波形個(gè)數(shù)的比率,稱為占空比,(占空比用n表示)。改變占空比可實(shí)現(xiàn)交流調(diào)壓.這種微機(jī)控制交流調(diào)壓法屬有級(jí)調(diào)壓,由于級(jí)數(shù)(對(duì)應(yīng)占空比)可以做得很多,故電壓級(jí)差可以做得很小。
定義6:系統(tǒng)工作原理如下,占空比的設(shè)定所謂占空比是指直流電機(jī)在一個(gè)通電與斷電周期中其通電時(shí)間所占的比例常用下述公式表示:式中Ti-通電時(shí)間。
定義7:因此黑色區(qū)域是探測器的有效區(qū)域,與探測元的窗口面積之比稱為占空比,此比率的大小直接影響探測器輸出信號(hào)的大小。
定義8:在忽略開關(guān)管T和續(xù)流二級(jí)管D的正向壓降的情況下:Uo=TONTON+TOFF·Ui式中TON為開關(guān)管T的導(dǎo)通時(shí)間TOFF為T的截止時(shí)間TONTON+TOFF稱為占空比。
定義9:001s,脈動(dòng)電壓的高電平時(shí)間與周期比稱為"占空比","占空比"越大旋轉(zhuǎn)電磁閥轉(zhuǎn)動(dòng)角越大,進(jìn)氣量就越多。由此可見,如果脈動(dòng)電壓中斷,電磁閥線圈短路或旋轉(zhuǎn)滑閥粘連總處于關(guān)閉狀態(tài),都不能使怠速空氣通過,造成怠速工況熄火。
定義10:該電壓持續(xù)時(shí)間和周期之比稱為占空比,占空比越大,即電壓持續(xù)時(shí)間越長,對(duì)應(yīng)電樞上的電流平均值越大,旋轉(zhuǎn)滑閥的旋轉(zhuǎn)角度越大,空氣通道中所通過的空氣量也越多。
作為壓縮機(jī)的一個(gè)重要性能參數(shù),排氣量能夠?qū)挝粫r(shí)間內(nèi)機(jī)組生產(chǎn)壓縮氣體量反映出來。通常排氣量的測定有兩種方式,即直接測定與間接測定。直接測量法也有幾種,例如貯氣罐測量法,這是一種對(duì)某一時(shí)間段流進(jìn)貯氣罐壓縮空氣量進(jìn)行直接測定的方法,并根據(jù)測定結(jié)果對(duì)空氣壓縮機(jī)的排氣量進(jìn)行推算。間接測量中節(jié)流裝置的使用比較廣泛,在同一時(shí)間內(nèi)空氣壓縮機(jī)排除的氣體保持著穩(wěn)定不變的狀態(tài)下,對(duì)流過節(jié)流孔前后的有關(guān)動(dòng)態(tài)參數(shù)進(jìn)行測定并計(jì)算,得出空氣壓縮機(jī)排氣量。常用的測量方法包括噴嘴法、充罐法、壓差式流量計(jì)和孔板法等。