高压泵干湿转子水润滑轴承润滑特性研究

发布时间：2017-04-09 19:06

  本文关键词：高压泵干湿转子水润滑轴承润滑特性研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：在膜法海水淡化工程中,膜组件、泵组件和能量回收装置是三大核心组成部分,其中高压泵是核心动力设备。大力研究海水淡化高压泵,设计出适合我国产业化发展的高效、节能系列化高压多级泵显得十分必要和迫切。轴向吸入的海水淡化高压泵就是最典型和最成功的产品,其中的水润滑轴承作为高压泵转子的支承部件,对提高高压泵的效率、简化高压泵的结构有决定性作用,为了提高海水淡化高压泵的运行稳定性,进行有关干、湿转子的水润滑轴承润滑特性研究具有十分重要的意义。本文根据海水淡化高压泵轴向吸入式和液体自润滑支承的结构特点,以单机1.0万吨海水淡化高压泵4级转子为原型,开发了针对大型海水淡化泵结构的干、湿转子水润滑轴承综合试验装置。以其所采用的滑动轴承为研究对象,以轴心轨迹以及周向压力分布为主要研究目标,进行干、湿转子情况下多种工况的水润滑轴承轴心轨迹数值模拟和实验研究;以及干、湿转子情况下的轴承周向压力分布对比试验研究。主要研究内容如下:(1)基于CFX进行干、湿转子情况下水润滑轴承的流固耦合数值模拟,分析了在不同转速、进水压力、半径间隙和长径比参数情况的轴心轨迹瞬态特性。(2)根据海水淡化高压泵的主要结构设计了1:2的干、湿转子情况水润滑轴承试验台。通过在转子上布置2个相互垂直的相对式位移传感器测量水润滑轴承轴心轨迹;根据润滑理论在合适的位置均匀布置六个压力传感器,采集液膜动压润滑状态。通过改变试验装置的进、出水情况,实现干、湿转子情况下的水润滑轴承的试验研究。设计了26组不同的试验方案进行干、湿转子情况水润滑轴承的轴心轨迹和周向压力分布对比试验研究。(3)通过试验的方法研究转速、进水压力、半径间隙和长径比对干、湿转子情况下水润滑轴承的轴心轨迹的影响规律,揭示各参数对其润滑情况的影响。干、湿转子情况下各参数对轴心轨迹影响的试验研究和对应CFD数值计算得出的结论基本一致。(4)对比分析干、湿转子情况下水润滑轴承的压力分布规律,先分析各参数条件下轴承周向压力分布的时域图,再通过FFT变换出相应的压力脉动频谱情况。从压力脉动角度揭示不同参数情况对水润滑轴承系统稳定性的影响规律。其试验结果与轴心轨迹的相关结论也基本一致。
【关键词】：反渗透 海水淡化高压泵 干、湿转子 水润滑轴承试验台 轴心轨迹 轴承周向压力分布
【学位授予单位】：江苏大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH133.3
【目录】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-12
• 第一章 绪论12-17
• 1.1 论文的研究背景和意义12-13
• 1.2 国内外研究现状13-16
• 1.2.1 滑动轴承理论研究现状13-14
• 1.2.2 轴承轴心轨迹的研究现状14
• 1.2.3 轴承压力分布的研究现状14-15
• 1.2.4 轴承试验台的研究进展15-16
• 1.3 本文的研究主要内容16-17
• 第二章 滑动轴承基本润滑理论和数值计算17-29
• 2.1 流体动力润滑理论17-20
• 2.1.1 动压形成原理17
• 2.1.2 轴承楔形润滑液膜17-18
• 2.1.3 流体动压润滑的基本公式18-19
• 2.1.4 边界条件19-20
• 2.2 数值模拟方案及计算模型20-24
• 2.2.1 流固耦合计算方法20-22
• 2.2.2 刚体求解计算22
• 2.2.3 几何造型和网格划分22-23
• 2.2.4 网格独立性分析23-24
• 2.2.5 稳态数值模拟24
• 2.3 轴心轨迹瞬态特性分析24-28
• 2.3.1 转速对干、湿转子轴心轨迹的影响25-26
• 2.3.2 进水压力对干、湿转子轴心轨迹的影响26
• 2.3.3 半径间隙对干、湿转子轴心轨迹的影响26-27
• 2.3.4 长径比对干、湿转子轴心轨迹的影响27-28
• 2.4 本章小结28-29
• 第三章 水润滑轴承试验设计29-34
• 3.1 试验台设计29-32
• 3.1.1 海水淡化高压泵介绍29
• 3.1.2 水润滑轴承试验台29-32
• 3.2 试验方案32-33
• 3.2.1 轴承参数32
• 3.2.2 试验方案设计32-33
• 3.3 本章小结33-34
• 第四章 轴心轨迹试验研究34-47
• 4.1 干转子水润滑轴承轴心轨迹分析34-37
• 4.1.1 转速对轴心轨迹的影响34-35
• 4.1.2 进水压力对轴心轨迹的影响35-36
• 4.1.3 半径间隙对轴心轨迹的影响36
• 4.1.4 长径比对轴心轨迹的影响36-37
• 4.2 湿转子水润滑轴承轴心轨迹分析37-40
• 4.2.1 转速对轴心轨迹的影响37-38
• 4.2.2 进水压力对轴心轨迹的影响38-39
• 4.2.3 半径间隙对轴心轨迹的影响39
• 4.2.4 长径比对轴心轨迹的影响39-40
• 4.3 干、湿转子水润滑轴承轴心轨迹对比分析40-44
• 4.3.1 转速对轴心轨迹的影响41-42
• 4.3.2 进水压力对轴心轨迹的影响42-43
• 4.3.3 半径间隙对轴心轨迹的影响43
• 4.3.4 长径比对轴心轨迹的影响43-44
• 4.4 水润滑轴承数值计算和试验结果对比44-45
• 4.4.1 不同转速下的轴心轨迹对比44
• 4.4.2 不同进水压力下的轴心轨迹对比44-45
• 4.4.3 不同半径间隙下的轴心轨迹对比45
• 4.4.4 不同长径比下的轴心轨迹对比45
• 4.5 本章小结45-47
• 第五章 轴承周向压力分布试验研究47-71
• 5.1 干转子水润滑轴承周向压力分布47-59
• 5.1.1 转速对压力脉动的影响规律47-50
• 5.1.2 进水压力对压力脉动的影响规律50-53
• 5.1.3 半径间隙对压力脉动的影响规律53-56
• 5.1.4 长径比对压力脉动的影响规律56-59
• 5.2 湿转子水润滑轴承周向压力分布59-70
• 5.2.1 转速对压力脉动的影响规律59-61
• 5.2.2 进水压力对压力脉动的影响规律61-64
• 5.2.3 半径间隙对压力脉动的影响规律64-67
• 5.2.4 长径比对压力脉动的影响规律67-70
• 5.3 本章小结70-71
• 第六章 总结与展望71-73
• 6.1 总结71-72
• 6.2 展望72-73
• 参考文献73-79
• 致谢79-80
• 攻读硕士学位期间发表的论文和参与的课题80

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  本文关键词：高压泵干湿转子水润滑轴承润滑特性研究，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：295907