透平式能量回收一体机转子动力学特性研究
发布时间：2023-05-14 05:19
透平式能量回收一体机集余能回收与液体增压于一体,适用于大中型反渗透膜法海水淡化系统中的浓盐水余压能回收与海水增压。为了提高系统效率,一体机的转速通常高达104数量级,这对一体机的轴承—转子系统稳定性提出了很高的要求。高转速不仅会使轴承阻尼有所降低,也会使转子受到的流体激励力产生不同程度地增大现象,这些都会对一体机转子系统稳定性造成不利影响。因此,为了确保透平式能量回收一体机的安全稳定运行,非常有必要对其转子系统的动力学特性进行系统和深入的研究于。本文所做的主要工作如下:(1)在简要介绍透平式能量回收装置发展历史的基础上,对透平式能量回收一体机的研究现状进行了总结,概述了水润滑轴承和转子动力学的相关研究进展和发展趋势。(2)通过数值模拟对一体机的透平和增压泵的水力性能与内部流场进行了分析,根据功率匹配设计了三种不同的运行方案,研究了增压泵叶轮和透平叶轮径向力和轴向力的分布规律。模拟结果表明设计工况下透平和增压泵具有较好的水力性能,透平在1.4Qd工况下运行,增压泵在1.0Qd工况下运行时,一体机整机效率最高。增压泵在偏工况...
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究背景和意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 透平式能量回收装置的研究现状
1.2.2 水润滑轴承研究现状
1.2.3 转子动力学研究现状
1.3 本文技术路线及主要研究内容
1.4 本章小结
第二章 透平式能量回收一体机数值模拟计算
2.1 数值模拟方法
2.1.1 CFD简介
2.1.2 模型参数
2.1.3 三维建模
2.1.4 网格划分
2.1.5 湍流模型选择
2.1.6 计算设置
2.2 定常计算结果分析
2.2.1 外特性分析
2.2.2 一体机运行方案设计
2.2.3 流场压力分布
2.2.4 流场速度分布
2.3 非定常计算与结果分析
2.3.1 叶轮径向力计算
2.3.2 叶轮轴向力计算
2.4 本章小结
第三章 水润滑圆柱轴承动静特性分析
3.1 水润滑圆柱轴承工作原理概述
3.2 水润滑圆柱轴承静态特性分析
3.2.1 雷诺方程的无量纲化
3.2.2 液膜承载力计算
3.3 水润滑圆柱轴承动特性分析
3.4 基于MATLAB的动静特性计算及结果分析
3.4.1 轴承动静特性的求解程序
3.4.2 轴承载荷计算
3.4.3 半径间隙对轴承动静特性的影响
3.4.4 长径比对轴承动静特性的影响
3.4.5 转速对轴承动静特性的影响
3.5 本章小结
第四章 能量回收一体机转子临界转速分析
4.1 临界转速的计算理论
4.2 一体机轴承—转子系统建模
4.2.1 轴承—转子系统物理模型
4.2.2 一体机转子系统有限元模型
4.3 一体机转子系统的模态分析
4.3.1 软件前处理设置
4.3.2 固有频率分析
4.3.3 临界转速分析
4.4 不同参数对转子临界转速的影响
4.4.1 长径比对临界转速的影响
4.4.2 半径间隙对临界转速的影响
4.4.3 转子材质对临界转速的影响
4.5 本章小结
第五章 能量回收一体机转子瞬态响应分析
5.1 转子瞬态响应分析概述
5.2 考虑不平衡质量的瞬态响应分析
5.2.1 转子许用不平衡量计算
5.2.2 瞬态响应前处理设置
5.2.3 瞬态响应结果分析
5.3 不同参数对瞬态响应的影响
5.3.1 不平衡质量大小对瞬态响应的影响
5.3.2 不平衡质量相位对瞬态响应的影响
5.3.3 启动时间对瞬态响应的影响
5.3.4 轴承刚度对瞬态响应的影响
5.3.5 轴承阻尼对瞬态响应的影响
5.4 考虑流体激励力的瞬态响应分析
5.5 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 研究总结
6.2 研究展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间参与的科研项目及取得的成果
论文发表与专利申请
参与科研项目
已获奖项及成果
本文编号：3817265
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究背景和意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 透平式能量回收装置的研究现状
1.2.2 水润滑轴承研究现状
1.2.3 转子动力学研究现状
1.3 本文技术路线及主要研究内容
1.4 本章小结
第二章 透平式能量回收一体机数值模拟计算
2.1 数值模拟方法
2.1.1 CFD简介
2.1.2 模型参数
2.1.3 三维建模
2.1.4 网格划分
2.1.5 湍流模型选择
2.1.6 计算设置
2.2 定常计算结果分析
2.2.1 外特性分析
2.2.2 一体机运行方案设计
2.2.3 流场压力分布
2.2.4 流场速度分布
2.3 非定常计算与结果分析
2.3.1 叶轮径向力计算
2.3.2 叶轮轴向力计算
2.4 本章小结
第三章 水润滑圆柱轴承动静特性分析
3.1 水润滑圆柱轴承工作原理概述
3.2 水润滑圆柱轴承静态特性分析
3.2.1 雷诺方程的无量纲化
3.2.2 液膜承载力计算
3.3 水润滑圆柱轴承动特性分析
3.4 基于MATLAB的动静特性计算及结果分析
3.4.1 轴承动静特性的求解程序
3.4.2 轴承载荷计算
3.4.3 半径间隙对轴承动静特性的影响
3.4.4 长径比对轴承动静特性的影响
3.4.5 转速对轴承动静特性的影响
3.5 本章小结
第四章 能量回收一体机转子临界转速分析
4.1 临界转速的计算理论
4.2 一体机轴承—转子系统建模
4.2.1 轴承—转子系统物理模型
4.2.2 一体机转子系统有限元模型
4.3 一体机转子系统的模态分析
4.3.1 软件前处理设置
4.3.2 固有频率分析
4.3.3 临界转速分析
4.4 不同参数对转子临界转速的影响
4.4.1 长径比对临界转速的影响
4.4.2 半径间隙对临界转速的影响
4.4.3 转子材质对临界转速的影响
4.5 本章小结
第五章 能量回收一体机转子瞬态响应分析
5.1 转子瞬态响应分析概述
5.2 考虑不平衡质量的瞬态响应分析
5.2.1 转子许用不平衡量计算
5.2.2 瞬态响应前处理设置
5.2.3 瞬态响应结果分析
5.3 不同参数对瞬态响应的影响
5.3.1 不平衡质量大小对瞬态响应的影响
5.3.2 不平衡质量相位对瞬态响应的影响
5.3.3 启动时间对瞬态响应的影响
5.3.4 轴承刚度对瞬态响应的影响
5.3.5 轴承阻尼对瞬态响应的影响
5.4 考虑流体激励力的瞬态响应分析
5.5 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 研究总结
6.2 研究展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间参与的科研项目及取得的成果
论文发表与专利申请
参与科研项目
已获奖项及成果
本文编号：3817265
本文链接：https://www.wllwen.com/guanlilunwen/gongchengguanli/3817265.html
