透平式能量回收一體機集余能回收與液體增壓于一體,適用于大中型反滲透膜法海水淡化系統(tǒng)中的濃鹽水余壓能回收與海水增壓。為了提高系統(tǒng)效率,一體機的轉速通常高達10⁴數(shù)量級,這對一體機的軸承—轉子系統(tǒng)穩(wěn)定性提出了很高的要求。高轉速不僅會使軸承阻尼有所降低,也會使轉子受到的流體激勵力產(chǎn)生不同程度地增大現(xiàn)象,這些都會對一體機轉子系統(tǒng)穩(wěn)定性造成不利影響。因此,為了確保透平式能量回收一體機的安全穩(wěn)定運行,非常有必要對其轉子系統(tǒng)的動力學特性進行系統(tǒng)和深入的研究于。本文所做的主要工作如下:(1)在簡要介紹透平式能量回收裝置發(fā)展歷史的基礎上,對透平式能量回收一體機的研究現(xiàn)狀進行了總結,概述了水潤滑軸承和轉子動力學的相關研究進展和發(fā)展趨勢。(2)通過數(shù)值模擬對一體機的透平和增壓泵的水力性能與內(nèi)部流場進行了分析,根據(jù)功率匹配設計了三種不同的運行方案,研究了增壓泵葉輪和透平葉輪徑向力和軸向力的分布規(guī)律。模擬結果表明設計工況下透平和增壓泵具有較好的水力性能,透平在1.4Q_d工況下運行,增壓泵在1.0Q_d工況下運行時,一體機整機效率最高。增壓泵在偏工況...

【文章頁數(shù)】：82 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 研究背景和意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 透平式能量回收裝置的研究現(xiàn)狀
        1.2.2 水潤滑軸承研究現(xiàn)狀
        1.2.3 轉子動力學研究現(xiàn)狀
    1.3 本文技術路線及主要研究內(nèi)容
    1.4 本章小結
第二章 透平式能量回收一體機數(shù)值模擬計算
    2.1 數(shù)值模擬方法
        2.1.1 CFD簡介
        2.1.2 模型參數(shù)
        2.1.3 三維建模
        2.1.4 網(wǎng)格劃分
        2.1.5 湍流模型選擇
        2.1.6 計算設置
    2.2 定常計算結果分析
        2.2.1 外特性分析
        2.2.2 一體機運行方案設計
        2.2.3 流場壓力分布
        2.2.4 流場速度分布
    2.3 非定常計算與結果分析
        2.3.1 葉輪徑向力計算
        2.3.2 葉輪軸向力計算
    2.4 本章小結
第三章 水潤滑圓柱軸承動靜特性分析
    3.1 水潤滑圓柱軸承工作原理概述
    3.2 水潤滑圓柱軸承靜態(tài)特性分析
        3.2.1 雷諾方程的無量綱化
        3.2.2 液膜承載力計算
    3.3 水潤滑圓柱軸承動特性分析
    3.4 基于MATLAB的動靜特性計算及結果分析
        3.4.1 軸承動靜特性的求解程序
        3.4.2 軸承載荷計算
        3.4.3 半徑間隙對軸承動靜特性的影響
        3.4.4 長徑比對軸承動靜特性的影響
        3.4.5 轉速對軸承動靜特性的影響
    3.5 本章小結
第四章 能量回收一體機轉子臨界轉速分析
    4.1 臨界轉速的計算理論
    4.2 一體機軸承—轉子系統(tǒng)建模
        4.2.1 軸承—轉子系統(tǒng)物理模型
        4.2.2 一體機轉子系統(tǒng)有限元模型
    4.3 一體機轉子系統(tǒng)的模態(tài)分析
        4.3.1 軟件前處理設置
        4.3.2 固有頻率分析
        4.3.3 臨界轉速分析
    4.4 不同參數(shù)對轉子臨界轉速的影響
        4.4.1 長徑比對臨界轉速的影響
        4.4.2 半徑間隙對臨界轉速的影響
        4.4.3 轉子材質(zhì)對臨界轉速的影響
    4.5 本章小結
第五章 能量回收一體機轉子瞬態(tài)響應分析
    5.1 轉子瞬態(tài)響應分析概述
    5.2 考慮不平衡質(zhì)量的瞬態(tài)響應分析
        5.2.1 轉子許用不平衡量計算
        5.2.2 瞬態(tài)響應前處理設置
        5.2.3 瞬態(tài)響應結果分析
    5.3 不同參數(shù)對瞬態(tài)響應的影響
        5.3.1 不平衡質(zhì)量大小對瞬態(tài)響應的影響
        5.3.2 不平衡質(zhì)量相位對瞬態(tài)響應的影響
        5.3.3 啟動時間對瞬態(tài)響應的影響
        5.3.4 軸承剛度對瞬態(tài)響應的影響
        5.3.5 軸承阻尼對瞬態(tài)響應的影響
    5.4 考慮流體激勵力的瞬態(tài)響應分析
    5.5 本章小結
第六章 總結與展望
    6.1 研究總結
    6.2 研究展望
參考文獻
致謝
攻讀碩士學位期間參與的科研項目及取得的成果
    論文發(fā)表與專利申請
    參與科研項目
    已獲獎項及成果



本文編號：3817265