黄晴晴开题报告

姓 名 1.课题名称 2.课题来源 黄晴晴 专业班级 过控08—2班 指导教师 周毅钧副教授 一、课题的名称、来源 ZW-2.4/4-10型天然气压缩机设计 2生产 √科研 2教学 2其他 二、研究意义、研究现状、研究内容、拟采用的研究思路与方法(可附页) 研究意义：压缩机是用来压缩气体借以提高气体压力的机械，压缩机是应用十分广泛的流体机械，遍布工农业、交通运输、国防甚至生活各个领域。根据压缩机压缩气体的原理，压缩机可分为“容积式”和“动力式”两大类。容积式压缩机主要是靠工作腔容积的变化来压缩气体；动力式压缩机是首先增加气体分子动能然后使动能转化成压能；其中容积式压缩机又可分为“往复式”和“回转式”。随着全球经济的快速发展和人的环保意思的不断提高，节能减排、低碳生活这些新的概念也开始进入人们的世界。也由于石油资源的日趋短缺，人们正在开发利用新能源，因此天然气作为新开发能源也开始逐渐代替了以往的化石燃料。专家称21世纪是天然气的时代，天然气作为新开发能源，相对化石燃料有很多的有点，燃烧后没有固体残留，也没有有害气体的释放，符合人们环保的要求。近年来，由科技的不断进步发展，一些发动机的改进和研发天然气也从简单用于人们日常生活中的燃烧而开始转向汽车的动力提供。天然气作为汽车动力能源也是一个非常大的科技进步，改善了石油能源的压力，同时也减少了尾气排放和处理尾气的问题。加上中国的西气东输工程规模的扩大，天然气的开发使用也成为时代的主题。天然气的开发，无论是在生活和工业上的应用都要解决天然气的运输与储存的问题，因此天然气的储存与运输也是一个非常重要的环节，所以中国市场上对压缩机的需求也越来越大。压缩机的应用不仅限于对燃气的压缩输送与储存，在提供气体动力、提高气压促进化学反应速率、制冷和气体分离等应用也是十分的广泛。在提供气体动力主要用压缩气体驱动各种工具和机械，如风钻、风镐、鱼雷发射、潜艇沉浮等，具有安全可靠和方便洁净的有点；在促进化学反应速率主要用于高压下的反应，如化肥生产中的合成氨等化工反应过程；在制冷和气体分离应用更加常见，如与我们生活相关的冰箱制冷中的压缩机应用；因此压缩机的应用遍布于工业和生活中，所以研究压缩机的各种性质改善压缩机的性能是非常有必要的。 研究现状：20世纪80年代中期以来，国外压缩机行业在技术和生产方面都有了新的发展。以德国、日本、美国为代表发达国家的压缩机制造公司，着力开发和生产那些技术难度大、性能水平高、价格昂贵的新型压缩机。而中国技术相对落后，那些结构相对简单，劳务费用大的一些压缩机的生产主要在国内生产。科研方面，国外压缩机专业设计制造企业在各类压缩机的性能和可靠性已经得到解决的基础上，仍然主要围绕提高产品寿命和产品性能进行不断的研究，特别是计算机技术在产品研制中的广泛应用，使数理模型取代了“经验凑试”。在气阀研究中，计算机技术的应用解决了气阀阀片运动模型的求解，揭示了阀片运动规律，正确地认识了气阀的工作过程、特性以及结构参数的合理性。在气流脉动与管道振动研究中，采用模拟机解决了气柱固有频率、结构振动、复杂管路固有频率及动力效应的分析，使管路系统设计更加合理。在压缩机性能预测的研究中，实现了对几何特征参数、膜腔曲线、压缩过程、排气过程、吸气过程、泄漏流量的计算预测，以数值分析替代实验验证，免去了压缩机多工况下实机运转实验，大幅度节约了时间和费用。我国压缩机制造业是20世纪60年代逐渐发展起来的，起始于矿山用各类空气压缩机，产品主要集中在L型、W型、P型等结构形式。随着国民经济的发展， 2D型、4M型等结构形式的产品相距问世。20世纪80年代以前，我国石化行业用往复式压缩机主要依靠进口，当时主要贸易国家有德国、美国、意大利、日本、丹麦、巴西、韩国等。直到21世纪初，我国石油、化工等行业用往复式压缩机才全部实现了国产化。近年来，我国压缩机制造企业通过技术引进和设备改造，国产压缩机的质量、产量都得到大幅度提高。国内石化行业用往复式压缩机的设计、研发以及生产制造能力己达到国际中上等水平，部分机组已达到国际先进水平。到目前为止，我国往复式压缩机技术基本上也达到了成熟阶段，压缩机生产厂家均形成了各自的系列化产品。随着往复式压缩机市场的不断扩大，市场竞争越演越烈，国内大多数压缩机制造厂不断吸取国外先进经验，调整产品模式，通过资产整合逐步形成产品多元化的大型企业或集团，使科研研发能力得到大幅度的提高。在我国，大多数压缩机制造企业与高校进行科研合作，建立产学研相结合的合作模式，从提高产品寿命、改善产品性能等方面进行技术攻关。特别近十年来，随着计算机技术的广泛使用，逐步将传统的“经验凑试”法被数理模型、数值分析取代。不论是在气阀研究、还是在气流脉动与管道振动技术研究方面，也都取得了质的飞跃。通过引进国外先进的气体管路分析软件，用模拟机解决了管道的气柱固有频率、压力脉动、结构振动、复杂管路固有频率以及动力效应的分析，使管路系统设计合理、消振措施有力。总之，从零点起步的我国压缩机制造业，虽仅穿越了半个世纪的时空隧道，却已成为国民经济重大技术装备的源头之一，与民众的衣食住行密不可分。从最初的技术引进到现在的联合设计、独立开发，我国的压缩机产品己经发展成门类齐全、品种繁多，科研和生产有机的结合，并在某些技术领域处于领先地位。 研究内容： 1.探讨压缩机的分类、作用、基本结构和各类压缩机的应用范围。 2.选择活塞式压缩机的结构，对参数进行选择，进行热力计算，活塞力计算，初步设计活塞式压缩机的结构。 3.分析研究压缩机的结构并进行装配图和零件图绘制。 设计思路： 1.首先根据选题初步确定压缩机的类型、额定排量、额定排气压力； 2.借阅搜集相关资料文献对压缩机的分类进行概述； 3.根据课题参考资料对压缩机总体参数设计包括结构选择分析、驱动机选择、压缩机活塞行程等初步设计； 4.查相关资料获取必要参数进行热力计算、动力计算得出压缩机主要零件尺寸参数； 5.根据计算得到尺寸，进行了零件绘图完成装配图； 6.编写设计说明书。 三、主要参考文献 [1] 郁永章.容积式压缩机技术手册 .北京：机械工业出版社 ，2000. [2] 李云 姜培正.过程流体机械.北京：化学工业出版社，2008. [3] 活塞式压缩机编写组.活塞式压缩机设计.北京：机械工业出版社，1981. [4] 朱玉峰.往复式压缩机制冷系统研究.北京：化学工业出版社，2008. [5]冯辛安.机械制造装备设计.北京：机械工业出版社，2002. [6] 张国辉 李世杰.活塞式压缩机设计的基本原则.科技论坛，2000，第六期：117—121. [7] 第一机械工业部.气体压缩机产品样本.北京：机械工业出版社，1972. [8] 活塞式压缩机设计编写组.活塞式压缩机设计.北京：机械工业出版社，1973. [9] 王洪伟 李君. 压缩机活塞杆断裂原因分析.材料工程，2009，（12）：35—37. [10] 高慎琴.化工机器.北京：化学工业出版社，1992. [11] 林梅.活塞式压缩机原理.北京：机械工业出版社，1987. [12] 郁永章.活塞式压缩机.北京：机械工业出版社，1982. [13] 钱锡俊.泵和压缩机.北京：中国石油大学出版社2006. [14] 侯友夫 张景松.流体力学与流体机械.北京：中国矿业大学出版社.1984. [15]Srarovsky L.Solid-Liquid Separation.Butteworths,1977. [16]Willus C A.Chemical Engineering Progress.1973,(9). 四、进度安排 第一周至第二周：毕业实习。 第三周：对相关数据和文献进行整理，了解设计的大概流程和步骤。 第四周：完成开题报告。 第五周：选取活塞式压缩机的原始参数，并对压缩机进行大体规划 第六周：根据参数进行计算，确定压缩机的级数，并开始对外文文献材料进行翻译。 第八周：对压缩机进行热力计算、动力计算。 第九周：开始着手对相关曲轴、连杆进行设计计算。 第十周：整理设计资料，检查各设计步骤的数据、计算是否有错，修改错误。 第十一周：写压缩机的设计说明书。 第十二周：绘制零件图和装配图。 第十三周：整理相关图纸，并对错误进行修改。 第十四周：整理设计说明书及图纸，统一装订，并开始毕业答辩的准备工作。 第十五周：毕业答辩。 五、指导教师意见 指导教师签名： 日期： 年 月 日 六、所在系意见 负责人签名（签章）： 日期： 年 月 日 注：此件由学生本人填写，一式二份，院（部）、指导教师各存一份。