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《船舶主機廢氣渦輪增壓器喘振分析畢業(yè)論文》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、目錄1離心式壓氣機的工作原理及工作特性…………………………………………………………...12增壓器喘振機理………………………………………………………………………………….33 增壓器喘振原因分析……………………………………………………………………………53.1 增壓系統(tǒng)流道阻塞因素的影響…………………………………………………..……….63.2增壓器或柴油機本身的故障，柴油機運行工況不良………………………………..……63.3運轉(zhuǎn)中的增壓器和柴油機暫時失配和船體阻力增大…………………………….……….73.4喘振處理方法…………………………………………………………
2、………….………….84實例分析………………………………………………………………………………...…….….104.1案例1…………………………………………………………………………………….…104.2案例2………………………………………………………………………………..………124.3案例3………………………………………………………………….…………...…….….124.4案例總結(jié)…………………………………………………………………………...………135管理措施…………………………………………………………………………………….……13船舶主機廢氣渦輪增壓器喘振
3、分析引言現(xiàn)代船舶大型低速柴油機,大多采用增壓的方式來提高經(jīng)濟性,降低燃油消耗率. 柴油機實現(xiàn)增壓,可以在氣缸工作容積和柴油機轉(zhuǎn)速不變的情況,使柴油機功率增加百分幾十,甚至成倍增加。若柴油機采用機械增壓方式,則消耗柴油機的功率。因此,大功率柴油機一般采用廢氣渦輪增壓器.柴油機功率增加隨增壓壓力的增加而成比例的增加。增壓系統(tǒng)工作的優(yōu)劣與否直接影響著柴油機性能及其可靠性。近些年來，船舶柴油機上的渦輪增壓器故障越來越令人關(guān)注。在廢氣渦輪增壓器故障中，又以壓氣機的喘振最容易發(fā)生,也最為常見。作為增壓器故障之一的增壓器喘振直接影響著主機的整體性能。因此,對出現(xiàn)喘振的原因進行分
4、析了解,以便能在故障發(fā)生時迅速做出正確處理,避免不必要的損失。根據(jù)船舶主機廢氣渦輪增壓器的工作原理及喘振機理，有必要提出了一套專門用于分析喘振原因的方法，以減少盲目查找所帶來的不必要的工作，從而迅速解決故障。1離心式壓氣機的工作原理及工作特性從柴油機氣缸排出的廢氣具有很高的溫度(約400～500°C)和一定壓力(約0.2～0.4MPa)及較高的流速,它所含熱量約占燃油燃燒所放出熱量的23%～40%。因此將廢氣通入渦輪機,使渦輪機高速旋轉(zhuǎn)來帶動離心式壓氣機,由此實現(xiàn)柴油機增壓,這種增壓形式稱為廢氣渦輪增壓。廢氣渦輪增壓器的壓氣機一般都采用單級離心式壓氣機.它由進氣道
5、、工作輪、擴壓器和排氣蝸殼組成.當(dāng)壓氣機工作時,新鮮空氣經(jīng)過進氣道軸向進入壓氣機葉輪.由于壓氣機葉輪的旋轉(zhuǎn),空氣經(jīng)過空氣濾器消聲器被吸入壓氣機葉輪。由于通道的導(dǎo)流作用,氣流能在最小的損失下均勻進入壓氣機葉輪.進氣道是漸縮流道,在進氣道中,壓力、溫度略有降低,流速提高.正是因為壓力降低,空氣才被吸入工作葉輪.空氣進入壓氣機葉輪后,隨著葉輪高速回轉(zhuǎn),因而產(chǎn)生離心力.在離心力的作用下,空氣向葉輪外緣流動并被壓縮,其壓力、溫度和速度迅速增加,其中流速提高最大.這是因為葉輪對氣體作功,不葉輪的機械能變成了氣體的動能和壓力能.然后氣體進入擴壓器,在擴壓器中由于流道是逐漸擴大,
6、使空氣的動能轉(zhuǎn)化為壓力能,流速降低,壓力升高。蝸殼中的通道也是漸擴的,因而空氣流過時繼續(xù)將動能轉(zhuǎn)化為壓力能.離心式壓氣機在各種不同工況工作時，它的各主要參數(shù)會隨之變化。在不同轉(zhuǎn)速下壓氣機的排出壓力和效率隨空氣流量的變化規(guī)律，稱為離心式壓氣機的特性。表示這種特性的曲線稱為壓氣機的特性曲線，圖1為現(xiàn)代壓氣機的特性曲線。壓氣機特性曲線上的等轉(zhuǎn)速運行線,通常稱為增壓特性線。它的變化特點是:隨著空氣流量V的增加,增壓比Πc開始是增加的。當(dāng)流量V增加至某一值時,Πc值達到最高。然后,進一步增加流量V,增壓比Πc反而降低。這樣,增壓特性線如似馬鞍形狀。這種變化特點是由于壓氣機中
7、氣體流動特點引起的。我們可以通過圖2來解釋這種現(xiàn)象。從理論上講,一只帶后彎式葉片的壓氣機,在沒有流動損失的理想情況下,轉(zhuǎn)速為常數(shù)時,增壓比Πc與空氣流量的關(guān)系是呈線性下降趨勢的,如圖2中的a線。但壓氣機中的實際流動是有損失的?？梢园褖簹鈾C中的流動損失分為兩類,即摩擦損失和撞擊損失。摩擦損失包括空氣與壁面的摩擦、空氣流內(nèi)部的相互摩擦以及可能產(chǎn)生的波阻損失。這些損失都隨流過壓氣機的氣流速度而變化,也就是隨空氣流量而變化,且隨流量的增加而增大。如果沒有撞擊損失,壓氣機消耗的功用來壓縮空氣和克服摩擦損失。因此,隨著流量的增加,摩擦損失增加,而增壓比Πc總是減小的,如圖2中
8、的b線。壓
