密封流体激振及塔管道振动控制技术研究

发布时间：2017-06-14 05:16

  本文关键词：密封流体激振及塔管道振动控制技术研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：振动问题是导致设备失效的最主要因素之一,旋转机械密封流体激振和管道振动是工程振动问题的重要组成部分。流体的周向流动和转子偏心是导致密封流体激振的两个重要原因,针对流体的周向流动本文研究了阻尼密封技术,针对转子偏心本文研究和设计了偏心自适应调节密封装置。在塔设备管道振动方面运用了粘滞性阻尼器来减振,主要内容如下：(1)建立了涡轮泵离心轮梳齿迷宫密封的三维模型,采用CFD软件计算了间隙流场,分析了梳齿迷宫密封诱发流体激振的机理,基于获得的密封间隙压力、速度分布和流线状态,解释了迷宫密封易导致流体激振的原因；同时系统研究了迷宫密封的不同结构参数(转子偏心率、密封间隙量、密封齿厚、密封齿数和入口预旋)对密封泄漏量和动力特性的影响规律,为涡轮泵迷宫密封结构设计与优化提供了理论依据。(2)改进梳齿密封为孔型阻尼密封,研究了阻尼密封(孔型密封和蜂窝密封)抑制流体激振的机理,运用CFD软件模拟孔型阻尼密封间隙流场,分析了阻尼密封抑制流体激振,增强转子密封系统抗干扰能力的原因。进一步系统研究了孔型阻尼密封的不同结构参数(孔排布方式、周向孔数、孔深和密封间隙量)对孔型密封泄漏量和动力特性的影响,为孔型阻尼密封的结构设计和优化,抑制密封流体激振提供了一定的理论基础。(3)针对转子偏心这一导致密封流体激振的根源,研究设计了一种偏心自适应调节密封装置,实验研究了不同转速、弹簧刚度下的抑制密封流体激振效果。(4)针对高耸塔设备细长管道振动过大问题,研究了运用粘滞性阻尼器控制塔管道振动的效果。通过现场了解塔管道布置和振动情况,运用有限元软件ANSYS、SAP2000等分析了管道振动原因,对粘滞阻尼器不同的安装位置的减振效果进行了模拟,制定了合理的减振方案并现场指导安装,取得了显著的减振效果。
【关键词】：流体激振 迷宫密封 阻尼密封 偏心自适应调节 管道减振
【学位授予单位】：北京化工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TB535
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-17
• 符号说明17-18
• 第一章 绪论18-34
• 1.1 课题的来源、研究背景及意义18-19
• 1.1.1 课题来源18
• 1.1.2 研究背景及意义18-19
• 1.2 被动控制技术抑制流体激振的研究19-27
• 1.2.1 蜂窝密封20-21
• 1.2.2 孔型密封21-23
• 1.2.3 袋型密封23
• 1.2.4 菱形密封23-24
• 1.2.5 扇贝型密封24-25
• 1.2.6 螺旋槽密封和圆形槽密封25
• 1.2.7 刷式密封25-26
• 1.2.8 阻旋栅26-27
• 1.3 主动控制抑制密封流体激振的研究27-29
• 1.3.1 反旋流技术27-28
• 1.3.2 合成射流28
• 1.3.3 吸气技术28-29
• 1.4 火箭发动机涡轮泵稳定性研究29-31
• 1.4.1 火箭发动机故障介绍29-30
• 1.4.2 火箭发动机涡轮泵密封稳定性研究30-31
• 1.5 石化管道振动原因分析与控制措施31
• 1.5.1 石化管道系统振动原因分析31
• 1.5.2 石化管道系统振动控制措施31
• 1.6 本文的研究内容31-34
• 第二章 迷宫密封动力特性的数值研究34-64
• 2.1 引言34
• 2.2 密封动力学模型34-36
• 2.3 迷宫密封流场计算36-43
• 2.3.1 模型建立与网格划分36-38
• 2.3.2 边界条件设置38-39
• 2.3.3 求解器设置39-40
• 2.3.4 计算示例40-42
• 2.3.5 小结42-43
• 2.4 迷宫密封流场仿真与动力学特性系数计算分析43-53
• 2.4.1 转子偏心率对迷宫密封动力学特性系数的影响43-45
• 2.4.2 密封间隙对迷宫密封动力学特性系数的影响45-47
• 2.4.3 密封齿厚对迷宫密封动力学特性系数的影响47-49
• 2.4.4 密封齿数对迷宫密封动力学特性系数的影响49-51
• 2.4.5 入口预旋对迷宫密封动力学特性系数的影响51-52
• 2.4.6 小结52-53
• 2.5 诱导轮流场仿真与特性系数计算分析53-54
• 2.5.1 诱导轮模型建立53-54
• 2.5.2 动力学特性系数计算与分析54
• 2.6 转子系统固有频率计算与分析54-56
• 2.6.1 转子系统模型与固有频率计算54-56
• 2.6.2 小结56
• 2.7 迷宫密封对转子系统稳定性影响计算与分析56-62
• 2.7.1 转子稳定性评价指标56-57
• 2.7.2 转子偏心率对转子系统对数衰减率的影响57-58
• 2.7.3 密封间隙对转子系统对数衰减率的影响58-59
• 2.7.4 密封齿厚对转子系统对数衰减率的影响59-60
• 2.7.5 密封齿数对转子系统对数衰减率的影响60-61
• 2.7.6 入口预旋对转子系统对数衰减率的影响61-62
• 2.7.7 小结62
• 2.8 本章小结62-64
• 第三章 孔型阻尼密封流场计算与分析研究64-90
• 3.1 引言64
• 3.2 光滑密封、迷宫密封和孔型阻尼密封初步对比研究64-69
• 3.2.1 光滑密封流场模拟及动力特性系数计算64-65
• 3.2.2 直列排布孔型阻尼密封流场模拟及动力特性系数计算65-67
• 3.2.3 三种密封结构对比分析67-69
• 3.2.4 小结69
• 3.3 孔排布方式对孔型密封特性的影响研究69-75
• 3.3.1 孔交错布置的孔型密封三维模型及网格划分70-71
• 3.3.2 计算结果与分析71-75
• 3.3.3 小结75
• 3.4 周向孔数对孔型密封动力特性系数的影响与分析75-78
• 3.4.1 周向孔数50密封模型的建立及网格划分75-76
• 3.4.2 不同周向孔数前后密封动力特性系数、泄漏量和涡动比的计算76-78
• 3.4.3 小结78
• 3.5 孔深对孔型密封动力特性系数的影响与分析78-85
• 3.5.1 不同孔深时孔型密封模型建立及网格划分78-81
• 3.5.2 不同孔深下孔型密封动力特性系数计算与分析81-84
• 3.5.3 小结84-85
• 3.6 密封间隙对孔型密封动力特性系数的影响与分析85-88
• 3.6.1 不同密封间隙孔型密封模型建立与网格划分85
• 3.6.2 不同密封间隙下的孔型密封动力特性系数计算与分析85-88
• 3.6.3 小结88
• 3.7 本章小结88-90
• 第四章 蜂窝阻尼密封流场计算与分析研究90-96
• 4.1 引言90
• 4.2 后凸肩蜂窝密封模型建立与网格划分90-91
• 4.3 后凸肩蜂窝密封计算结果与分析91-94
• 4.4 本章小结94-96
• 第五章 偏心自适应调节密封装置设计与实验研究96-108
• 5.1 引言96
• 5.2 偏心自适应调节密封装置结构设计96-97
• 5.3 偏心自适应调节密封装置减振机理探究97-99
• 5.3.1 密封偏心自适应调节原理97-98
• 5.3.2 振动能量的传递分析98-99
• 5.4 偏心自适应调节密封装置实验台设计99-100
• 5.5 弹簧刚度对密封自适应调节装置抑振效果的影响实验研究100-105
• 5.5.1 敲击法测试偏心自适应调节密封装置固有频率100-102
• 5.5.2 不同弹簧刚度和转速下偏心自适应调节密封装置减振效果实验研究102-105
• 5.6 本章小结105-108
• 第六章 粘滞性阻尼器在塔管道减振上的应用研究108-116
• 6.1 引言108
• 6.2 粘滞阻尼器的管道减振原理108-110
• 6.3 岳阳某石化公司的再吸收塔富甲醇进料管道振动改造项目110-115
• 6.3.1 再吸收塔进料管道振动情况110-111
• 6.3.2 再吸收塔进料管道振动模态分析111-113
• 6.3.3 再吸收塔进料管道减振方案设计113-115
• 6.3.4 再吸收塔进料管道减振改造效果115
• 6.4 本章小结115-116
• 第七章 结论与展望116-118
• 7.1 结论116-117
• 7.2 展望117-118
• 参考文献118-124
• 致谢124-126
• 研究成果及发表的学术论文126-128
• 作者与导师简介128-129
• 附件129-130

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：448617