本文關(guān)鍵詞：氣浮直驅(qū)高速離心風(fēng)機(jī)關(guān)鍵技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：離心風(fēng)機(jī)是工業(yè)生產(chǎn)中提供氣流動(dòng)力的一種重要通用設(shè)備,通�？蓜澐譃榱_茨風(fēng)機(jī)、低速多級(jí)離心風(fēng)機(jī)、單級(jí)高速離心風(fēng)機(jī)三種類型,而以設(shè)置聯(lián)軸器、齒輪增速裝置的單級(jí)高速離心風(fēng)機(jī)效率最高。氣浮單級(jí)高速離心風(fēng)機(jī)采取高速電機(jī)直驅(qū)葉輪技術(shù),無(wú)需聯(lián)軸器和增速傳動(dòng)裝置,傳動(dòng)損失僅由氣體粘性摩擦引起。相比傳統(tǒng)單級(jí)風(fēng)機(jī),氣浮直驅(qū)單級(jí)風(fēng)機(jī)無(wú)疑更符合我國(guó)目前低碳節(jié)能、綠色環(huán)保的發(fā)展潮流。鑒于氣浮直驅(qū)高速離心風(fēng)機(jī)存在重大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值,本文針對(duì)該類型風(fēng)機(jī)所擁有的關(guān)鍵技術(shù)予以了一定研究,而葉輪、氣體軸承、永磁轉(zhuǎn)子構(gòu)成的系統(tǒng)無(wú)疑是研究的重點(diǎn)。首先,根據(jù)風(fēng)機(jī)性能指標(biāo)要求完成了電機(jī)的選型,并在充分考慮電機(jī)有效空冷散熱的條件下完成了風(fēng)機(jī)的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),確定了軸承類型及其氣浮轉(zhuǎn)子的支承形式。其次,利用離心風(fēng)機(jī)一維熱力設(shè)計(jì)理論及其CFturbo建立了滿足特定指標(biāo)要求的離心風(fēng)機(jī)模型,并采用Fluent對(duì)其做了三維流場(chǎng)分析,基于數(shù)值分析結(jié)果校核了相關(guān)設(shè)計(jì)指標(biāo)并確定了迷宮密封的參數(shù)。再次,基于牛頓迭代與中心差分離散相結(jié)合的方法建立了研究箔片軸頸軸承及其剛性表面推力軸承靜態(tài)特性的數(shù)學(xué)模型,以Matlab編程研究了軸承結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)靜態(tài)性能的影響,并針對(duì)本文系統(tǒng)特定的負(fù)荷要求完成了軸承的參數(shù)化設(shè)計(jì);基于小擾動(dòng)法的基本思想建立了計(jì)算箔片軸頸軸承動(dòng)力系數(shù)的數(shù)學(xué)模型,結(jié)合工程實(shí)際情況以Matlab編程求解了軸承在特定負(fù)荷情況下同頻渦動(dòng)的支承剛度、阻尼。最后,采用有限元思想結(jié)合Timoshenko梁理論建立了葉輪-軸承-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程,并通過Matlab編程研究了系統(tǒng)在各個(gè)狀態(tài)的臨界轉(zhuǎn)速及其模態(tài)振型,以Newmark-β法分析了系統(tǒng)的不平衡響應(yīng)。
【關(guān)鍵詞】：離心風(fēng)機(jī) 氣浮直驅(qū) 流場(chǎng)分析 氣體軸承 Timoshenko梁
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TH432
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 緒論10-17
• 1.1 課題背景及研究的目的和意義10-11
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及分析11-16
• 1.2.1 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.2 國(guó)外研究現(xiàn)狀13-16
• 1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容16-17
• 第2章 直驅(qū)風(fēng)機(jī)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)17-23
• 2.1 引言17
• 2.2 氣浮直驅(qū)離心風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)的基本要求17
• 2.3 高速電機(jī)選型17-19
• 2.4 氣浮轉(zhuǎn)子支承形式19-20
• 2.5 氣體軸承類型選擇20-21
• 2.6 離心風(fēng)機(jī)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)21-22
• 2.7 本章小結(jié)22-23
• 第3章 離心式葉輪氣動(dòng)設(shè)計(jì)與流場(chǎng)分析23-38
• 3.1 引言23
• 3.2 離心式葉輪的氣動(dòng)設(shè)計(jì)23-27
• 3.2.1 離心風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)方案23-24
• 3.2.2 葉輪的一維熱力設(shè)計(jì)24-27
• 3.3 風(fēng)機(jī)三維模型的設(shè)計(jì)27-29
• 3.3.1 離心葉輪的三維設(shè)計(jì)27-28
• 3.3.2 無(wú)葉擴(kuò)壓器和蝸殼的造型設(shè)計(jì)28-29
• 3.4 數(shù)值模擬及其流場(chǎng)分析29-34
• 3.4.1 模型網(wǎng)格劃分29-30
• 3.4.2 流域邊界類型設(shè)置30
• 3.4.3 仿真設(shè)置過程30-31
• 3.4.4 流場(chǎng)仿真結(jié)果分析31-34
• 3.5 葉輪軸向力分析34-35
• 3.6 風(fēng)機(jī)的多變效率及其功率35-36
• 3.7 風(fēng)機(jī)的密封設(shè)置36-37
• 3.8 本章小結(jié)37-38
• 第4章 氣體動(dòng)壓軸承的特性研究與設(shè)計(jì)38-64
• 4.1 引言38
• 4.2 氣體動(dòng)壓潤(rùn)滑基本原理38
• 4.3 箔片軸頸軸承靜特性數(shù)學(xué)模型的建立38-43
• 4.3.1 軸頸軸承壓力控制Reynolds方程38-39
• 4.3.2 氣膜厚度方程的建立39-40
• 4.3.3 網(wǎng)格劃分及其邊界條件40-41
• 4.3.4 壓力控制Reynolds方程的離散求解41-43
• 4.3.5 數(shù)值計(jì)算收斂條件43
• 4.3.6 徑向承載力與偏位角43
• 4.4 箔片軸頸軸承動(dòng)態(tài)特性推導(dǎo)43-48
• 4.4.1 Reynolds方程小擾動(dòng)法處理43-44
• 4.4.2 擾動(dòng)下氣膜壓力與氣膜厚度的關(guān)系44-45
• 4.4.3 中心差分離散求解45-47
• 4.4.4 箔片軸承剛度阻尼求解47-48
• 4.4.5 軸承動(dòng)特性求解邊界條件48
• 4.5 程序編制及其驗(yàn)證48-50
• 4.5.1 程序流程圖48-49
• 4.5.2 程序驗(yàn)證49-50
• 4.6 徑向箔片軸承設(shè)計(jì)50-56
• 4.6.1 箔片結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)軸承靜態(tài)性能的影響50-51
• 4.6.2 軸承靜態(tài)負(fù)荷分配51-52
• 4.6.3 箔片軸承參數(shù)的確定52-56
• 4.7 徑向箔片軸承的動(dòng)力系數(shù)56-57
• 4.8 推力氣體軸承設(shè)計(jì)57-63
• 4.8.1 推力軸承壓力控制Reynolds方程57-58
• 4.8.2 推力軸承氣膜厚度方程58
• 4.8.3 網(wǎng)格劃分及邊界條件58
• 4.8.4 推力軸承壓力控制方程的離散求解58-60
• 4.8.5 軸向承載力與摩擦力矩60
• 4.8.6 推力氣體軸承設(shè)計(jì)60-63
• 4.9 本章小結(jié)63-64
• 第5章 軸承-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)特性分析64-77
• 5.1 引言64
• 5.2 轉(zhuǎn)子系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方程64-69
• 5.2.1 剛性圓盤運(yùn)動(dòng)方程64
• 5.2.2 彈性軸段的運(yùn)動(dòng)方程64-67
• 5.2.3 軸承支承模型簡(jiǎn)化67
• 5.2.4 軸承-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方程67-68
• 5.2.5 軸承-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)臨界轉(zhuǎn)速及其不平衡響應(yīng)求解68-69
• 5.3 轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的有限元離散69
• 5.4 系統(tǒng)臨界轉(zhuǎn)速計(jì)算69-72
• 5.5 轉(zhuǎn)子系統(tǒng)不平衡響應(yīng)分析72-76
• 5.6 本章小結(jié)76-77
• 結(jié)論77-79
• 參考文獻(xiàn)79-83
• 致謝83

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前4條

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  本文關(guān)鍵詞：氣浮直驅(qū)高速離心風(fēng)機(jī)關(guān)鍵技術(shù)研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：384521