流固耦合的多层搅拌反应器振动特性研究

发布时间：2018-11-11 07:19

【摘要】：针对某型号搅拌反应器搅拌主轴因振动断裂的问题,基于流固耦合理论,采用CFD和FEM相结合的单向耦合稳态的数值模拟以及经验公式计算方法。在考虑流场作用的条件下分析多种方法得出搅拌器的临界转速结果。分析主轴断裂的原因及影响搅拌器的固有频率的流体因素,并对主轴结构进行改进。得出结论:主轴驱动电机转速大于主轴的最低设计转速是主轴产生振动断裂的主要原因;搅拌介质的流体力和阻尼作用对搅拌器的固有频率均有影响;可以将主轴适当加粗以提高其临界转速,从而远离共振范围并有效解决振动问题;采用流固耦合的方法能够考虑搅拌器转动、流体载荷和搅拌桨叶的影响。其计算结果比经验公式更接近实际情况。
[Abstract]:In view of the vibration fracture of the main shaft of a certain type of agitation reactor, based on the theory of fluid-solid coupling, the numerical simulation and empirical formula method of unidirectional coupling steady state combined with CFD and FEM are adopted. The critical speed of agitator is obtained by analyzing various methods under the condition of considering the flow field. The causes of spindle fracture and the fluid factors affecting the natural frequency of agitator are analyzed, and the main shaft structure is improved. It is concluded that the main reason of vibration fracture is that the speed of spindle drive motor is higher than the minimum design speed of spindle, and the flow force and damping of stirring medium have influence on the natural frequency of agitator. The spindle can be thickened properly to increase its critical speed, thus far from the resonance range and to effectively solve the vibration problem. The fluid-solid coupling method can take into account the effects of agitator rotation, fluid load and impeller blade. The calculated results are closer to the actual situation than the empirical formula.
【作者单位】： 山东科技大学机械电子工程学院;
【基金】：长江学者和创新团队发展计划(IRT1266) 国家自然科学基金(51375282) 山东省自然科学基金(ZR2014EEM018)
【分类号】：TQ052

【参考文献】

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【共引文献】

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本文编号：2324153