基于流固耦合的离心通风机叶轮动力特性分析
[Abstract]:Centrifugal fan is a kind of mechanical equipment widely used in industrial production department. It plays an important role in electric power, petroleum, chemical industry and so on. Its safe operation is directly related to the economic benefit of each production department. Impeller is the most important component of fan. Its insufficient strength or fatigue failure will cause fan accident. The traditional calculation method of impeller strength has made a great deal of simplification of impeller, which leads to a large calculation error, which brings some difficulties to evaluate the safety of impeller, and the finite element method can solve this problem well. In this paper, the impeller of G4-73 No. 8D centrifugal fan is taken as the research object. The influence of the flow field of impeller deformation and three kinds of load centrifugal force, gravity and aerodynamic force on the deformation and stress of impeller are considered. The flow field of the fan is simulated by CFX, and the impeller structure field is simulated by the finite element software ANSYS. Using MFX-ANSYS / CFX as the data coupling platform, the weak coupling method is used to simulate the fluid-solid coupling of the impeller. The simulation results show that the fluid-solid coupling has little effect on the fan flow field and can be ignored, but it has a certain influence on the impeller's deformation and stress, among which the maximum total deformation of the impeller is reduced by 2.5 and the maximum equal effect force value is increased by 3.6. Considering the prestress effect, the inherent frequency of impeller is increased, but the amplitude of natural frequency of each order is different, and the maximum increase amplitude is 2.6. In the three kinds of loads to which the impeller is subjected, the centrifugal force plays a decisive role in the increase of the natural frequency. The effects of the other two loads are negligible. The frequency allowance of impeller is calculated. It is found that the natural frequency of impeller falls into the local resonance region, but the deformation and equivalent stress in this region are small, and the equal effect force is much smaller than the fatigue limit of impeller material. Therefore, there will be no fatigue damage of impeller.
【学位授予单位】:华北电力大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TH432
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,本文编号:2128887
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