搅拌反应器振动模态分析与实验研究

发布时间：2024-09-25 20:59

　　搅拌反应器通过搅拌桨以及传动装置将电能转化为机械能,完成所需的搅拌操作,广泛应用于过程工业。传统搅拌系统的设计主要校核强度和刚度,对于振动特性涉及较少,搅拌叶片及主轴由于振动而造成的断裂事故时有发生。搅拌是在流体力、旋转力、介质阻尼等多种作用力共同影响下运行的,考虑单约束的振动分析并不能有效确保搅拌反应器运行过程中的可靠性,也无法对含有缺陷的搅拌装置进行安全评定。流固耦合理论的快速发展和不断完善,为搅拌反应器振动分析提供了理论依据。本文采用有限元方法,对某一型号的搅拌反应器进行模态分析,并对该设备共振敏感区进行了估算。文中采用振动试验测试系统LMS Test.Lab与ANSYS有限元仿真两种方法对比分析六直叶圆盘涡轮的搅拌结构在自由状态下的振动特性,得到搅拌结构前六阶固有频率。二者前六阶固有频率均基本接近,最大误差为10.69%,验证了有限元仿真的可靠性,具有较强的实际工程意义。简化搅拌反应器模型,基于CFD技术与流固耦合理论,分析搅拌反应器的流场特性和搅拌系统的力学特性,获得流道内流场信息,并对无预应力、湿模态以及预应力三种工况下的搅拌系统进行振动模态分析。得到不同工况下搅拌结构的固有...

【文章页数】：76 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 课题背景及意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 本文主要工作
2 搅拌结构振动特性试验研究和数值模拟
    2.1 模态试验基本原理
    2.2 模态试验测试方法
    2.3 模态计算结果对比
    2.4 小结
3 搅拌反应器流体动力学特性仿真
    3.1 CFD分析方法及应用软件介绍
    3.2 反应器内流场基本方程及流体模型
    3.3 反应器流场域网格化处理
    3.4 边界条件设置和结果分析
    3.5 小结
4 基于流固耦合的搅拌结构静力分析
    4.1 流固耦合理论及求解方法
    4.2 流体机械静力分析基本原理
    4.3 搅拌结构单向流固耦合分析过程
    4.4 搅拌结构应力及变形分析
    4.5 小结
5 搅拌结构的振动模态分析
    5.1 不同工况下的振动模态分析及临界转速计算
    5.2 临界转速的理论公式计算
    5.3 临界转速的叠加原理计算
    5.4 有限元谐响应分析
    5.5 小结
6 总结与展望
    6.1 主要结论
    6.2 工作展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间主要成果
学位论文数据集



本文编号：4006163