本文關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)子時序?qū)Χ嗉夒x心泵性能影響的數(shù)值模擬與試驗研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：多級離心泵廣泛應(yīng)用于消防、冶金、化工和電力等國民經(jīng)濟的重要領(lǐng)域。一直以來,多級離心泵的水力設(shè)計都采用單級泵的設(shè)計方法,對級間流動的干涉并未考慮。近年來,越來越多的研究和工程實踐表明多級離心泵級間流動的干涉對泵性能有著十分顯著的影響。因此如何應(yīng)用級間流動的干涉提高多級離心泵各項性能的研究已成為當(dāng)前水力機械領(lǐng)域的一個研究熱點,這其中通過調(diào)整過流部件周向時序位置來優(yōu)化泵性能已發(fā)展為一個重要的研究方向。本文以節(jié)段式多級離心泵為研究對象,采用理論分析、數(shù)值計算和試驗測試相結(jié)合的方法,深入細致地研究了葉輪轉(zhuǎn)子周向時序位置對多級泵能量性能、壓力脈動和振動特性的影響,豐富和發(fā)展了多級離心泵性能優(yōu)化設(shè)計方法。本文的主要工作內(nèi)容及成果如下：1、較為系統(tǒng)地總結(jié)了葉輪機械時序效應(yīng)的研究進展,介紹了CFD和有限元技術(shù)在多級泵內(nèi)流計算、強度分析和流體誘導(dǎo)振動等方面的應(yīng)用現(xiàn)狀,闡述了時序效應(yīng)在多級離心泵研究領(lǐng)域的發(fā)展趨勢。2、基于CFD三元粘性流動理論,分析了相關(guān)內(nèi)流湍流模型,總結(jié)了目前離心泵使用的邊界條件,確定了描述多級泵內(nèi)部湍流的合理模型是SST模型,認為多級泵瞬態(tài)流場計算的合理邊界條件是進口總壓和出口靜壓。在CFD計算的基礎(chǔ)上,介紹了流體誘導(dǎo)振動的基礎(chǔ)理論,并結(jié)合多級泵確定了CFD和FEA聯(lián)合求解多級離心泵流體誘導(dǎo)振動的計算策略。3、采用CFD方法研究了一臺2級離心泵內(nèi)轉(zhuǎn)子時序?qū)Ρ脛恿W(xué)特性的影響,結(jié)果表明：當(dāng)下游葉輪周向時序調(diào)整后,泵的揚程和效率基本不變,各級流道內(nèi)的壓力脈動的幅值主要受所在級葉輪的影響,但同一時刻下?lián)P程和流道內(nèi)壓力的瞬態(tài)波動相位發(fā)生偏移,最大偏移達90度；葉輪周向時序調(diào)整使得葉片通過頻率上的軸向力和徑向力振幅減小,最大減小幅度分別為84.72%和89.8%。4、采用CFD和FEA聯(lián)合仿真的方法研究了轉(zhuǎn)子時序效應(yīng)對該2級離心泵泵體振動特性的影響,結(jié)果表明多級泵葉輪時序布置后,葉頻及其諧頻上的振動幅值得到明顯降低；當(dāng)次級葉輪周向位置處在最大時序角度時,振動最大值出現(xiàn)最大降幅達56.3%。5、基于試驗和正交設(shè)計研究了轉(zhuǎn)子時序?qū)σ慌_5級離心泵能量特性和振動特性的影響,試驗表明：轉(zhuǎn)子時序調(diào)整后五級泵的揚程和效率在全流量范圍內(nèi)變化不顯著；額定工況下,轉(zhuǎn)子時序?qū)χ饕逯殿l率(1×fn、2×fn、3×fn和4×fn)的幅值有較大影響,最大降幅達47.4%；泵的最大烈度發(fā)生在進口端垂直方向,在最優(yōu)轉(zhuǎn)子時序布置下,振動最大烈度值下降了23.1%,全流量范圍內(nèi)的平均振動水平下降了17.3%。6、基于5級泵振動試驗結(jié)果提出了通過時序布置優(yōu)化泵振動特性的方法。初步探明：應(yīng)避免高級數(shù)的葉輪發(fā)生連續(xù)同步時序,在此前提下上游葉輪連續(xù)兩級同步時序有利于抑制振動,另外在末級葉輪的上游應(yīng)布置連續(xù)兩級的同步時序方案。進一步歸納出了最優(yōu)振動特性時的轉(zhuǎn)子時序位置計算公式,提高了時序優(yōu)化方法通用性。
【關(guān)鍵詞】：多級離心泵 轉(zhuǎn)子 時序 數(shù)值模擬 試驗測試
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TH311
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-11
• 第一章 緒論11-20
• 1.1 課題研究目的及意義11-12
• 1.2 葉輪機械轉(zhuǎn)子時序效應(yīng)的研究現(xiàn)狀12-14
• 1.3 數(shù)值模擬在多級離心泵中的應(yīng)用現(xiàn)狀14-18
• 1.3.1 CFD在多級離心泵中的應(yīng)用現(xiàn)狀14-16
• 1.3.2 有限元在多級離心泵中的應(yīng)用現(xiàn)狀16-18
• 1.4 本文主要研究內(nèi)容18-20
• 第二章 離心泵內(nèi)流及其誘導(dǎo)振動數(shù)值計算理論與方法20-30
• 2.1 流體計算動力學(xué)理論基礎(chǔ)20-24
• 2.1.1 流體計算動力學(xué)控制方程20
• 2.1.2 RANS方程20-21
• 2.1.3 湍流模型21-23
• 2.1.4 邊界條件23-24
• 2.2 流體誘導(dǎo)振動分析方法24-29
• 2.2.1 流體誘導(dǎo)振動計算理論基礎(chǔ)24-28
• 2.2.2 多級泵流體誘導(dǎo)振動分析方法28-29
• 2.3 本章小結(jié)29-30
• 第三章 節(jié)段式多級泵轉(zhuǎn)子時序影響的數(shù)值模擬30-55
• 3.1 研究模型30-34
• 3.1.1 結(jié)構(gòu)模型30-31
• 3.1.2 網(wǎng)格模型31-33
• 3.1.3 流體計算模型33-34
• 3.1.4 研究方案34
• 3.2 數(shù)值計算結(jié)果與分析34-45
• 3.2.1 CFD結(jié)果驗證34-35
• 3.2.2 能量性能分析35-36
• 3.2.3 壓力脈動36-44
• 3.2.4 軸向力/徑向力分析44-45
• 3.3 流體誘導(dǎo)振動分析45-53
• 3.3.1 有限元分析模型45-46
• 3.3.2 泵體結(jié)構(gòu)振動響應(yīng)分析46-53
• 3.4 本章小結(jié)53-55
• 第四章 節(jié)段式多級泵轉(zhuǎn)子時序影響的試驗測試55-83
• 4.1 試驗?zāi)Ｐ团c測試系統(tǒng)55-60
• 4.1.1 試驗?zāi)Ｐ捅?/span>55-56
• 4.1.2 試驗臺56-57
• 4.1.3 試驗臺基礎(chǔ)57
• 4.1.4 外特性數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)57-59
• 4.1.5 振動數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)59-60
• 4.2 試驗方案及試驗步驟60-63
• 4.2.1 試驗方案60-63
• 4.2.2 試驗步驟63
• 4.3 多級泵能量特性測量結(jié)果與分析63-66
• 4.4 多級泵振動特性測量結(jié)果與分析66-82
• 4.4.1 多級泵振動頻域特性分析66-73
• 4.4.2 多級泵振動烈度特性分析73-78
• 4.4.3 時序優(yōu)化方案分析78-81
• 4.4.4 時序優(yōu)化方案計算公式81-82
• 4.5 本章小結(jié)82-83
• 第五章 總結(jié)與展望83-85
• 5.1 作總結(jié)83-84
• 5.2 研究展望84-85
• 參考文獻85-91
• 致謝91-92
• 作者在攻讀碩士學(xué)位期間取得的科研成果92
• 一、論文發(fā)表92
• 二、參加科研項目92

【引證文獻】

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 易玲;李志鵬;陳艷慧;徐達;;基于fluent分析葉片數(shù)對自平衡多級離心泵首級葉輪性能的影響[A];第十九次中國水電設(shè)備學(xué)術(shù)討論會論文集[C];2013年

  本文關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)子時序?qū)Χ嗉夒x心泵性能影響的數(shù)值模擬與試驗研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：339845