大功率高压多级离心泵转子动力学分析及其特性研究

发布时间：2020-06-14 11:13

【摘要】：随着旋转机械得到广泛应用并日益向高性能、大容量方向发展,这促使流体与旋转转子之间的流固耦合作用不断增加,从而这种耦合作用对转子系统的动力特性和稳定性产生影响。 本文以大功率高压多级离心泵为研究对象,围绕影响泵转子系统动力系统性的流体激振与转子系统的耦合作用,重点对多级离心泵级间设置的环压密封力产生机理及其动特性进行理论分析和实验研究。 通过对多级离心泵三维流场计算与模拟,对离心泵的性能进行预测,全面观察多级离心泵的内部流动情况,捕捉到重要的流动现象,并获得主要部件的速度、压力分布,为后续研究中分析流固耦合作用对临界转速的影响提供依据。 建立基于Navier—Stokes方程的密封动力学模型。详细推导计算多级离心泵级间环压密封动特性系数的方法,并通过大量计算实例验证了上述模型及算法,并分析了众多密封参数对密封动力特性的影响。 建立基于有限元方法的大功率多级离心泵转子动力学模型。首先建立转子轴系的有限元模型,介绍线性化的油膜力和密封力模型,给出完善的多级离心泵转子“湿”态动力学分析方法。建立大功率高压多级离心泵转子刚性设计的理论和方法。 在国内首次建立多级转子“湿”效应实验台。对密封力作用下转子系统的振动特征进行试验研究,通过试验结果分析系统密封力对转子系统动力学特性的影响。最后将理论分析的结果与试验结果进行比较。 本文的研究给出了级间密封对多级转子动特性影响的试验结果,初步建立了数值仿真方法体系,为大功率高压离心泵的研制和优化提供了理论基础,具有重要的理论意义和很强的实际应用价值。
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TH311

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本文编号：2712697