Concepts NREC测试能力介绍.docx
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Concepts NREC测试能力介绍.docx
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ConceptsNREC测试能力介绍
一、ConceptsNREC公司简介
ConceptsNREC是世界上最著名的叶轮机械专业服务公司,也是全世界唯一的既开发和推广叶轮机械专用设计/加工(CAE/CAM)软件,同时也提供叶轮机械样机开发和性能测试的全方位高端服务公司。
ConceptsNREC公司业务遍布世界各地,包括知名的制造厂商、政府部门、科研机构和工程协会等。
世界上绝大多数离心压缩机、工业轴流压缩机、航空发动机、燃气轮机、汽轮机、火箭涡轮泵、工业泵、风机等产品领域的知名制造商都购买了ConceptsNREC系列软件作为设计分析和叶轮叶盘高精度铣制的核心平台。
ConceptsNREC公司前身源于美国麻省理工学院的3位科学家1956年成立的北方研究工程公司(简称NREC)和美国工程院院士DaveJapikse博士于1980年成立的ConceptsETI公司。
由于业务相近,两家公司于2000年合并,形成今天的ConceptsNREC公司。
二、ConceptsNREC测试能力简介
由于测试结果对于产品应用和设计反馈的重要性,ConceptsNREC一贯重视可能影响测试结果的各个环节。
ConceptsNREC引进和开发了多套完备的测试硬件和先进灵活的测试软件,形成了多个标准的和可调节的测试中心或测试设备,配置了多名经验丰富的专家和工程师负责维护和运行,展开了许多成效卓著的机组和零部件测试,为客户使用和自身设计提供了很多高价值的参考信息。
位于Wilder市的实验室拥有5个主要的测试车间,主要测试压缩机、透平和泵。
配置的3000hp的涡轮发动机可根据测试需要自由移动。
在Massachusetts州的Woburn市
CN建有一个9000平方英尺(836mm2)的测试中心,包含4个测试大厅,每一个都配置有完整的测试装置和隔音设备。
其中一个大厅配置有solar燃气涡轮动力系统,主要用于测
试单级离心压缩机,功率可达1000hp(735Kw),输出转速可达4000转,经齿轮箱增速后,
转速可达41000转,流量可达100lbm/s(45.4kg/s)。
第三个大厅配置有10吨能力的起吊
系统和永久性加固的装配底盘,底盘的槽路有8英尺和12英尺两种尺寸并且和地板齐平。
这个大厅主要用于当测试工质需要循环使用的情况下测试通用的或者常规的叶轮机械,必要的时候,也可以作为一个最安全的装配车间使用。
第四个大厅是面积最大的测试车间,配有单独的测试控制和数据采集室。
所有的测试大厅都联通了水冷却循环系统,并且和大楼外部环境联通,输送压缩空气的能力达到了500cfm(14.2m3/min)。
所有测试大厅的设计都达到了ASME关于流动测试的标准,并且都和数据采集中心联通。
最大测试功率可达3000hp(2206Kw),较小尺寸(外径150mm以下)的压缩机和透平叶轮可在60mm、90mm、120mm三个标准测试台上测试。
大一些的叶轮由1000(735Kw)或3000hp(2206Kw)的涡轮驱动测试,最高转速可达60000转。
CN测试技术先进性的表现之一就是在对高性能离心机的特定截面上的气动性能可以精确地测量出。
使用微机控制的数据采集系统,能精确地采集和输出流场内的压力和温度等数据。
测试产生的数据库文件能被其他程序直接使用以获得叶轮表面与空间位置精确对应的静压分布。
这些数据也能自动传递给CN的一维设计软件(如compal)以绘制出每一级或整级的性能曲线。
CN完成气动性能和水力性能测试的几个大厅能够满足在很大转速和功率范围内的大量旋转机械的运行和测试。
现成的标准测试台测试叶轮的直径范围为51mm-610mm(2inch-24inch)。
驱动功率可达3000hp(2206KW),可满足高转速、大功率测试需求。
筒形测试
装置可以完成超高速叶轮的测试而不用担心系统的力学性能不足,最高转速可以测到20万转。
水泵测试台可以在很大进口压力范围内完成水力性能和汽蚀性能测试。
除了气动性能测试外,CN也有加工原型机的五轴加工中心,也可以完成零件力学检测、模态测试和应变测试。
磁浮轴承能精确测量机组的非定常作用力以改进设计。
通过这些精密的测试装置,我们能准确查明各个零部件的受力情况,包括叶轮、轴承、密封件、联轴器等,当我们研发新一代的用于工业生产、居民生活和航天事业的各种涡轮、压缩机和泵时,这些测试结果就能为我们提供很多非常有价值的参考信息。
除了在结构上支撑各个零部件外,磁浮轴承还能精确控制待测零件的振动量和位移量,以产生测试所需的动态激励。
磁浮轴承同样也可准确采集因工质流动或运行工况改变而产生的流场力。
CN配备了一整套压力、流量、温度测试系统和先进的流场可视化技术,对于机组的气动或水力性能,CN测试中心有能力提供出它们的准确特征。
CN经常测试各种旋转机械;现有的几台测试设备能快速适应常规的旋转机械及其测试目标。
这些设备采集到的数据精度很高,自身的灵活性和实用性也很强。
对于很多特殊的测试需求,CN能设计、制造并使用成功个性化的能在任何需要的地方投产使用的个性化的测试设备。
CN测试中心能准确测试的流量范围和压力范围非常宽广,对很大几何尺寸范围的旋转机械都能准确测试,包括:
压缩机、风扇、鼓风机、工业泵、涡轮增压器、涡轮泵、空气循环机、工业燃气轮机、航空燃气轮机、燃料电池和其他需要测试的叶轮机械。
除了整级机器和单独的某一级外,对某一部件CN也可以测试,包括叶轮、诱导轮、进口段、排气管、导管、回流道、导叶、燃烧器、换热器、仪表、密封件、轴承等。
刷式密封也能测试。
三、ConceptsNREC测试硬件介绍
3.1.磁浮轴承
3.1.1为准确测试机组或零件承受的轴向力和径向力,并为各种力学性能的测试提供准确稳定的轴心轨迹和运行载荷,ConceptsNREC引进了多套先进的磁浮轴承装置。
磁浮轴承用于某新型密封件的测试(工质为高压低温液氮)
用于某轴流-离心两级压缩机测试的磁浮轴承装置
用于某水泵测试的磁浮轴承装置
磁浮轴承用于某工业泵的测试
磁浮轴承用于某先进工业泵的测试
磁浮轴承用于某航天飞机主发动机首级液氢泵的测试
3.1.2CN专家通过磁浮轴承对某测试装置在某转速下施加振动阻尼,有效缓解了轴心运转过程中的偏心现象,成功减小了机组在该频率下的振幅。
10 10
Amplitude(ThousandsofanInch)
1 1
Amplitude(ThousandsofanInch)
0.1 0.1
0.01 0.01
1.103 1.103
1.104 1.104
1.105
0153045607590105120135150165180195210225240
Frequency(Hz)
1.105
0153045607590105120135150165180195210225240
Frequency(Hz)
施加振动阻尼后某测试装置64Hz处振幅减小
0.5
0.4
WDirection(ThousandsofanInch)
0.3
0.2
0.1
0
0.1
0.2
0.5
0.4
WDirection(ThousandsofanInch)
0.3
0.2
0.1
0
0.1
0.2
0.3
0.3
0.4
0.5
0.50.40.30.20.100.10.20.30.40.5
VDirection(ThousandsofanInch)
13Plane
24Plane
0.4
0.5
0.50.40.30.20.100.10.20.30.40.5
VDirection(ThousandsofanInch)
13Plane
24Plane
施加振动阻尼后某测试装置转频64Hz时轴心偏心有效缓解
CN专家通过磁浮轴承对某测试装置在某转速下施加轴心运行轨迹,有效模拟了机组在特殊运行条件下的受力和振动情况。
10 5
4
1
Amplitude(ThousandsofanInch)
WDirection(ThousandsofanInch)
3
2
0.1
1
0
0.01
1
1.103 2
3
1.104 4
1.105
5
54321012345
VDirection(ThousandsofanInch)
0153045607590105120135150165180195210225240 24Measured
Frequency(Hz) 24Request
施加轴心椭圆形运行轨迹后某测试装置转频18Hz时振幅大幅增加
3.2.动力装置
3.2.1ConceptsNREC引进了lycoming公司T55引擎驱动装置,测试功率可达3000hp(2206Kw),测试转速可达10000~20000转。
Lycoming公司T55L7C型涡轴发动机用于移动测试台MOTC1
3.2.2ConceptsNREC引进了solar公司某型涡轮发动机驱动装置,测试功率可达900hp(662Kw),测试转速可达5000~65000转。
solar公司某型涡轮发动机用于固定测试台WOTC1
3.3.动平衡装置
3.3.1Co
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