低振船用离心泵叶轮及浮筏优化设计
发布时间：2022-01-10 11:54
船用离心泵是舰船广泛应用的辅机设备,对舰船的正常运行起着关键作用,但其运行过程中可能产生的过量振动不仅对工作环境的舒适性造成困扰,甚至可能威胁到舰船的安全性。鉴于舰船运行时处于独特环境,船用离心泵低振设计研究亟为重要。目前流动诱导振动和浮筏是船用离心泵研究的热点与难点,因此,本文在降低船用离心泵流动诱导振动的基础上,进一步对浮筏进行优化设计,以减少船用离心泵振动。本文主要工作和研究成果如下:1.概述了目前船用离心泵的研究现状,介绍泵内流动诱导振动的相关研究,并回顾浮筏研究进展。2.以叶轮出口直径D2、出口宽度b2、出口安放角β2、叶轮叶片包角φ和叶片数z为变量,以三个工况下加权平均效率最高、底座测点处最大振动烈度最小为目标,基于拉丁超立方法对一比转速为66.7的船用离心泵进行数值优化,并进行试验验证。研究结果表明:（1）数值优化后,蜗壳出口测点P1在0.8Qd下压力脉动Cp的极值从0.082降低到了0.063;1.0Qd下由0.047降低到了0.035;1...
【文章来源】：江苏大学江苏省
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
船用离心泵计算域
lable 壁面函数。计算边界条件中进口设为总压，出口设为方式对压力脉动具有较高的计算精度。考虑由于离心泵半径较大并易发生脱流，因此采用具有较优自适应性的场进行计算。算时间步长设为 0.002027s，非定常时间步长设为ΔT 2°时间，当流场出现显著的周期性且达到稳定后，提泵内表面的压力脉动数据作为后续振动诱导振动计算的 给出了该船用离心泵的数值计算与试验曲线比较。由图果与试验结果趋势保持一致。设计工况下效率的计算值8.2%，预测偏差为 4.3 个百分点；扬程的计算值为 35.预测偏差为 2.4%。其他各工况下的扬程计算结果和试于 3%。因此，该船用离心泵的数值计算方法是可行的
另外振动响应计算需要着重考虑振动响应，当激励作用在结构体上时，通上得到频率响应函数 FRF（Frequency Rual lab 专业声振仿真软件对离心泵体进铸铁且具备各向同性，弹性模量 E=135.3，阻尼比 ζ=0.01。在瞬态流场计算中动激励，激励源具有连续性且发散。将 场计算得到的压力脉动时域信息经傅里叶振动计算所需的结构有限元模型上。按照进行相关约束，其中泵脚附近螺栓区域设向速度为 0 的单向约束。模态计算所需置如图 2-3 所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]舰船浮筏减振特性研究[J]. 郑学贵. 舰船科学技术. 2018(04)
[2]舰船低频水下辐射噪声的声固耦合数值计算方法[J]. 李清,杨德庆,郁扬. 振动与冲击. 2018(03)
[3]筏架几何参数对隔振系统性能的影响分析[J]. 黎上达,刘彦. 中国舰船研究. 2017(06)
[4]基于小波包和拉普拉斯特征值映射的柱塞泵健康评估方法[J]. 王浩任,黄亦翔,赵帅,刘成良,王双园,张大庆. 振动与冲击. 2017(22)
[5]基于比面积调控的核主泵动静叶栅数值优化研究[J]. 黎义斌,祁炳,杨由超,李正贵. 哈尔滨工程大学学报. 2018(01)
[6]一种间断肋式筏架的动力特性及隔振性能分析[J]. 司贵海,高芳清,陈彦北,张明禄,郭强. 噪声与振动控制. 2017(05)
[7]半主动浮筏隔振系统的模糊PID控制[J]. 赵成. 船舶力学. 2017(10)
[8]船舶在冲击载荷作用下的可靠性结构设计[J]. 代伟业. 舰船科学技术. 2017(18)
[9]半高导叶端面间隙对离心泵水力性能影响的数值模拟与验证[J]. 江伟,陈帝伊,秦钰祺,王玉川. 农业工程学报. 2017(17)
[10]基于功率流有限元方法的异形薄板能量密度求解[J]. 刘知辉,牛军川,周一群. 振动与冲击. 2017(16)
博士论文
[1]离心泵多工况水力设计和优化及其应用[D]. 王凯.江苏大学 2011
[2]浮筏系统的振动主动控制技术研究[D]. 李嘉全.中国科学技术大学 2008
硕士论文
[1]气囊支撑浮筏隔振系统的姿态控制研究[D]. 张松魁.华中科技大学 2016
[2]半主动控制浮筏隔振系统的开关控制研究[D]. 耿超.浙江工业大学 2016
本文编号：3580665
【文章来源】：江苏大学江苏省
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
船用离心泵计算域
lable 壁面函数。计算边界条件中进口设为总压，出口设为方式对压力脉动具有较高的计算精度。考虑由于离心泵半径较大并易发生脱流，因此采用具有较优自适应性的场进行计算。算时间步长设为 0.002027s，非定常时间步长设为ΔT 2°时间，当流场出现显著的周期性且达到稳定后，提泵内表面的压力脉动数据作为后续振动诱导振动计算的 给出了该船用离心泵的数值计算与试验曲线比较。由图果与试验结果趋势保持一致。设计工况下效率的计算值8.2%，预测偏差为 4.3 个百分点；扬程的计算值为 35.预测偏差为 2.4%。其他各工况下的扬程计算结果和试于 3%。因此，该船用离心泵的数值计算方法是可行的
另外振动响应计算需要着重考虑振动响应，当激励作用在结构体上时，通上得到频率响应函数 FRF（Frequency Rual lab 专业声振仿真软件对离心泵体进铸铁且具备各向同性，弹性模量 E=135.3，阻尼比 ζ=0.01。在瞬态流场计算中动激励，激励源具有连续性且发散。将 场计算得到的压力脉动时域信息经傅里叶振动计算所需的结构有限元模型上。按照进行相关约束，其中泵脚附近螺栓区域设向速度为 0 的单向约束。模态计算所需置如图 2-3 所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]舰船浮筏减振特性研究[J]. 郑学贵. 舰船科学技术. 2018(04)
[2]舰船低频水下辐射噪声的声固耦合数值计算方法[J]. 李清,杨德庆,郁扬. 振动与冲击. 2018(03)
[3]筏架几何参数对隔振系统性能的影响分析[J]. 黎上达,刘彦. 中国舰船研究. 2017(06)
[4]基于小波包和拉普拉斯特征值映射的柱塞泵健康评估方法[J]. 王浩任,黄亦翔,赵帅,刘成良,王双园,张大庆. 振动与冲击. 2017(22)
[5]基于比面积调控的核主泵动静叶栅数值优化研究[J]. 黎义斌,祁炳,杨由超,李正贵. 哈尔滨工程大学学报. 2018(01)
[6]一种间断肋式筏架的动力特性及隔振性能分析[J]. 司贵海,高芳清,陈彦北,张明禄,郭强. 噪声与振动控制. 2017(05)
[7]半主动浮筏隔振系统的模糊PID控制[J]. 赵成. 船舶力学. 2017(10)
[8]船舶在冲击载荷作用下的可靠性结构设计[J]. 代伟业. 舰船科学技术. 2017(18)
[9]半高导叶端面间隙对离心泵水力性能影响的数值模拟与验证[J]. 江伟,陈帝伊,秦钰祺,王玉川. 农业工程学报. 2017(17)
[10]基于功率流有限元方法的异形薄板能量密度求解[J]. 刘知辉,牛军川,周一群. 振动与冲击. 2017(16)
博士论文
[1]离心泵多工况水力设计和优化及其应用[D]. 王凯.江苏大学 2011
[2]浮筏系统的振动主动控制技术研究[D]. 李嘉全.中国科学技术大学 2008
硕士论文
[1]气囊支撑浮筏隔振系统的姿态控制研究[D]. 张松魁.华中科技大学 2016
[2]半主动控制浮筏隔振系统的开关控制研究[D]. 耿超.浙江工业大学 2016
本文编号：3580665
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/chuanbolw/3580665.html
