离心式固液两相流泵叶轮的振动特性分析

发布时间：2017-06-12 07:06

  本文关键词：离心式固液两相流泵叶轮的振动特性分析，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：离心式固液两相流泵现广泛应用在采矿、冶金及电力等工业领域,其工作运行时产生的振动是导致其发生故障和寿命减短的重要因素,离心式固液两相流泵的叶轮是其主要过流件,泵内流体对其振动的影响不容忽视。因此,本文将对离心式固液两相流泵内部流场进行数值模拟分析进而研究叶轮在流体激励作用下的振动响应特性及振动发生规律。本文运用Pro/E建模软件对离心式固液两相流泵的叶轮以及蜗壳流道进行实体建模,在网格划分软件ICEM-CFD中对叶轮流道和蜗壳流道进行网格划分,在流场分析软件CFX中对离心式固液两相流泵的内部流场进行数值模拟,得到流场趋于稳态后的叶轮应力分布,将叶轮模型导入Ansys Workbench里进行实体网格划分,将流场分析结果加载到叶轮上,进行流固耦合分析,求解出叶轮的应力分布,进而对叶轮进行预应力下的模态分析,得到叶轮前5阶的固有频率及振型图,分析得到了其振动响应规律并给出了减小叶轮振动的合理化建议。改变叶轮叶片数目做同样的分析,并且对叶轮的共振特性进行对比分析,发现改变叶轮叶片数目能够有效减小叶轮的振动,避开激振频率并防止共振的发生。本文所做的研究分析对实际工程具有现实的意义,同时对其他叶轮机械的振动特性分析也具有很大的参考价值。
【关键词】：离心式固液两相流泵叶轮 振动 数值模拟 流固耦合 模态分析 共振
【学位授予单位】：辽宁工程技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH311
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 1 绪论9-18
• 1.1 课题研究目的与意义9
• 1.2 离心式固液两相流泵简介9-11
• 1.3 国内外研究现状11-16
• 1.3.1 离心式固液两相流泵的研究现状11-15
• 1.3.2 泵振动特性的研究现状15-16
• 1.4 本课题的主要工作16-18
• 2 离心式固液两相流泵的工作原理及振动机理18-28
• 2.1 离心式固液两相流泵的工作原理及基本方程18-23
• 2.1.1 离心式固液两相流泵的工作原理18-19
• 2.1.2 离心式固液两相流泵的基本方程19-21
• 2.1.3 固液两相流体的一般方程21-23
• 2.2 离心式固液两相流泵的振动机理23-28
• 2.2.1 机械原因产生的振动24-25
• 2.2.2 内部流场产生的振动25-28
• 3 离心式固液两相流泵数值计算相关理论及方法28-38
• 3.1 流场数值模拟理论及方法28-32
• 3.1.1 泵内部流场数值模拟理论28-31
• 3.1.2 基于CFD的泵内部流场分析的基本思路和方法31-32
• 3.2 流固耦合基本理论及方法32-33
• 3.2.1 流固耦合基本理论32-33
• 3.2.2 流固耦合的软件实现方法33
• 3.3 叶轮预应力下的模态分析基本理论及方法33-38
• 3.3.1 叶轮振动的基本形式33-34
• 3.3.2 叶轮振动的固有频率34-36
• 3.3.3 模态分析36-37
• 3.3.4 叶轮共振特征分析37
• 3.3.5 模态分析过程37-38
• 4 离心式固液两相流泵叶轮预应力下的模态分析38-62
• 4.1 模型建立38-41
• 4.1.1 Pro/E建模软件介绍38
• 4.1.2 基于Pro/E的叶轮及泵内部流道的模型建立38-41
• 4.2 离心式固液两相流泵内部流场模拟分析41-48
• 4.2.1 内部流道网格划分41-44
• 4.2.2 离心式固液两相流泵流场模拟与结果分析44-48
• 4.3 流固耦合分析48-53
• 4.4 预应力下模态分析53-58
• 4.4.1 叶轮在预应力下的模态分析53-58
• 4.4.2 结论58
• 4.5 叶轮共振特性对比分析58-62
• 5 总结与展望62-64
• 5.1 总结62-63
• 5.2 展望63-64
• 参考文献64-68
• 作者简介68-70
• 学位论文数据集70

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 王纯;刘艳梅;周涛;余兴刚;谢诞梅;;基于ICEM CFD对汽轮机末级三维叶片流场网格划分方法的优化[J];汽轮机技术;2012年05期

2 马桂超;汤方平;杨帆;连松锦;;基于CFX的混流泵内流场数值模拟[J];水电能源科学;2012年03期

3 姜庆军;;渣浆泵的结构及故障浅析[J];河北煤炭;2011年03期

4 张卉;;离心泵常见故障分析与处理方法[J];石油和化工设备;2011年05期

5 齐学义;邵元忠;李凤成;刘永明;王飞;;ANSYS ICEM网格划分中有洞问题的分析[J];兰州理工大学学报;2011年01期

6 李丽丹;李声;;基于CFX和Workbench的数值仿真技术[J];中国测试;2010年05期

7 田志刚;;离心泵振动的原因及预防[J];石油和化工设备;2010年06期

8 王春林;易同祥;吴志旺;刘红光;梁俊;;混流式核主泵非定常流场的压力脉动特性分析[J];动力工程;2009年11期

9 王征;吴虎;贾海军;;流固耦合力学的数值研究方法的发展及软件应用概述[J];机床与液压;2008年04期

10 黎义斌;赵伟国;王秀勇;付义东;;离心泵变工况流场分析及数值模拟[J];兰州理工大学学报;2007年06期

  本文关键词：离心式固液两相流泵叶轮的振动特性分析，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：443506