本文關鍵詞：430DY450-HY型離心泵轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的穩(wěn)定性研究

  更多相關文章： 蝸殼式多級離心泵 數(shù)值模擬 壓力脈動 徑向力 瞬態(tài)動力學分析

【摘要】：影響蝸殼式多級離心泵運行穩(wěn)定性的因素很多,其中各級葉輪葉片、鍵槽、蝸殼隔舌的相對位置會對作用于軸系上的力、力偶及壓力脈動產(chǎn)生一定影響,這也是引起蝸殼式多級離心泵振動的原因之一。本文以國內(nèi)某廠生產(chǎn)的430DY450-HY四級蝸殼式管線油泵為研究對象,針對設計存在的葉輪葉片、鍵槽、蝸殼隔舌的相對位置隨意性,設計了葉輪葉片、鍵槽、蝸殼隔舌的相互位置不同的四種方案,以此來研究葉輪葉片、鍵槽、蝸殼隔舌的相對位置對蝸殼式多級離心泵穩(wěn)定性的影響。1.首先對原設計方案進行不同工況下定常數(shù)值模擬,利用模擬得到的數(shù)據(jù)對其外特性和該泵出廠試驗的數(shù)據(jù)對比發(fā)現(xiàn)模擬得到的外特性曲線和實驗得到的外特性曲線吻合較好,證明了本文所采用的數(shù)值模擬策略是可行的。2.對本文提出的其它三種方案進行不同工況下的定常數(shù)值模擬,利用數(shù)值模擬得到的數(shù)據(jù),計算了這四種方案在不同工況下的各級葉輪所受到的徑向力,發(fā)現(xiàn)各級葉輪所受到的徑向力大小和方向基本相同。但是將各級葉輪所受徑向力簡化作用在軸系上時,發(fā)現(xiàn)方案3,即將二、三級葉輪周向位置改變25.7°時,軸上的應力是最小的,由此推斷,軸的變形最小,軸系的穩(wěn)定性最好。3.對四種方案分別在0.8Q、1.0Q、1.2Q三個工況下進行非定常流動的數(shù)值模擬,利用模擬得到的結(jié)果計算了各方案在不同工況下四個葉輪在旋轉(zhuǎn)一周時所受到的徑向力。將一周徑向力加載到軸系上進行軸系的瞬態(tài)動力學分析,發(fā)現(xiàn)方案3泵軸的振動位移、振動速度以及振動烈度相較方案1均有一定的減小。其中,方案3的振動烈度在0.8Q、1.0Q、1.2Q下相較方案1分別減小了52.74%、31.10%、41.81%。說明恰當?shù)娜~輪葉片、鍵槽、蝸殼隔舌的相互位置能夠提高蝸殼式多級離心泵的穩(wěn)定性。
【關鍵詞】：蝸殼式多級離心泵 數(shù)值模擬 壓力脈動 徑向力 瞬態(tài)動力學分析
【學位授予單位】：蘭州理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TH311
【目錄】：

• 摘要7-8
• Abstract8-10
• 第1章 緒論10-16
• 1.1 課題背景及研究意義10
• 1.2 國內(nèi)外發(fā)展狀況10-15
• 1.2.1 徑向力研究現(xiàn)狀10-12
• 1.2.2 壓力脈動研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.3 轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動力學特性研究13-15
• 1.3 本文的主要研究內(nèi)容15
• 1.4 本章小結(jié)15-16
• 第2章 蝸殼式多級離心泵數(shù)值模擬相關理論16-28
• 2.1 研究方法概述16
• 2.2 CFD數(shù)值分析步驟16
• 2.3 流動控制方程16-19
• 2.4 計算域與控制方程的離散19-20
• 2.5 湍流模型理論20-24
• 2.5.1 標準k-ε模型21
• 2.5.2 RNG k-ε模型21-22
• 2.5.3 標準k-ω模型22-23
• 2.5.4 SST k-ω模型23-24
• 2.6 結(jié)構(gòu)分析24-27
• 2.6.1 線性靜力結(jié)構(gòu)分析24
• 2.6.2 瞬態(tài)動力學分析24-25
• 2.6.3 載荷及約束25-27
• 2.7 本章小節(jié)27-28
• 第3章 蝸殼式多級離心泵的定常數(shù)值模擬28-39
• 3.1 研究對象簡介及存在的問題28-29
• 3.2 研究方案的確定29-30
• 3.3 網(wǎng)格的劃分30-32
• 3.3.1 網(wǎng)格無關性檢驗30-31
• 3.3.2 各部分網(wǎng)格的劃分31-32
• 3.4 定常數(shù)值模擬的設置32-33
• 3.4.1 湍流模型的選取32
• 3.4.2 邊界條件32-33
• 3.5 定常數(shù)值計算結(jié)果分析33-38
• 3.5.1 計算結(jié)果與實驗結(jié)果的比較和分析33-34
• 3.5.2 不同方案外特性對比34
• 3.5.3 不同方案葉輪所受到的徑向力對比34-37
• 3.5.4 不同方案軸的應力對比37-38
• 3.6 本章小節(jié)38-39
• 第4章 蝸殼式多級離心泵的非定常數(shù)值模擬39-55
• 4.1 非定常數(shù)值模擬的設置39
• 4.1.1 湍流模型的設置39
• 4.1.2 時間步長的設置39
• 4.2 壓力脈動分析39-50
• 4.2.1 監(jiān)測點的設置39-40
• 4.2.2 原方案不同工況下壓力脈動的對比40-45
• 4.2.3 不同方案在標況下壓力脈動的對比45-50
• 4.3 非定常徑向力分析50-53
• 4.3.1 原方案不同工況下葉輪所受到的徑向力對比50-51
• 4.3.2 不同方案葉輪所受到的徑向力對比51-53
• 4.4 本章小節(jié)53-55
• 第5章 轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的瞬態(tài)動力學分析55-60
• 5.1 轉(zhuǎn)子的計算模型55
• 5.2 ANSYS workbench中瞬態(tài)動力學分析的設置55-56
• 5.3 計算結(jié)果分析56-59
• 5.3.1 振動位移56-57
• 5.3.2 振動速度57-59
• 5.4 本章小節(jié)59-60
• 結(jié)論與展望60-62
• 1. 結(jié)論60-61
• 2. 存在的不足與展望61-62
• 參考文獻62-66
• 致謝66-67
• 附錄A67

【參考文獻】

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本文編號：1032829