本文關(guān)鍵詞：反滲透海水淡化高壓泵轉(zhuǎn)子動力學(xué)特性分析及計算

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【摘要】：在反滲透海水淡化工程中,大型軸向吸入高壓泵采用海水潤滑軸承。由于海水粘度低,轉(zhuǎn)子大型化,泵內(nèi)流動狀態(tài)復(fù)雜等,使得滑動軸承和轉(zhuǎn)子動力學(xué)特性成為影響泵可靠運(yùn)行的兩個關(guān)鍵因素。本文就是針對這兩方面問題開展試驗(yàn)研究、理論計算和分析。首先,依托國家自然基金項目《海水淡化高壓泵水潤滑軸承-轉(zhuǎn)子耦合系統(tǒng)瞬態(tài)動力特性研究》,以滑動軸承為研究對象進(jìn)行了試驗(yàn)分析。優(yōu)選出了最佳軸承參數(shù),并應(yīng)于大型海水淡化高壓泵產(chǎn)品中。依托“十二五”國家科技支撐項目《海水淡化高壓泵及增壓泵研制》,針對其中液體高壓泵潤滑軸承和轉(zhuǎn)子動力學(xué)特性的內(nèi)容,應(yīng)用國家自然基金項目的研究成果,并進(jìn)行了海水淡化多級高壓泵轉(zhuǎn)子的動力學(xué)分析和計算。以下為主要內(nèi)容與研究成果:1.液體滑動軸承的試驗(yàn)研究。設(shè)計6組不同長徑比和軸承間隙的軸承,對周向壓力以及軸心軌跡進(jìn)行試驗(yàn)研究,優(yōu)選出最佳軸承參數(shù):長徑比L/D=1,軸承相對半徑間隙系數(shù)δ/D=1/800。2.求解水潤滑軸承液膜動力特性系數(shù),為后續(xù)的轉(zhuǎn)子動力學(xué)分析提供軸承數(shù)據(jù)�；贛ATLAB對液膜的靜特性進(jìn)行計算,得到液膜的承載力、離心率、擾動壓力進(jìn)而得到以及液膜的剛度系數(shù)矩陣和阻尼系數(shù)矩陣。3.萬噸級高壓泵樣機(jī)的轉(zhuǎn)子動力學(xué)分析和計算。通過對4,6,8,10,12級葉輪的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)進(jìn)行了轉(zhuǎn)子動力學(xué)特性計算和分析,得到級數(shù)與臨界轉(zhuǎn)速的規(guī)律以及使轉(zhuǎn)子穩(wěn)定運(yùn)行的級數(shù)范圍。結(jié)果表明:葉輪級數(shù)越多,相應(yīng)轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速越低;在4~8級時,轉(zhuǎn)子在額定轉(zhuǎn)速的安全裕度內(nèi)工作;10~12級時,轉(zhuǎn)子運(yùn)行轉(zhuǎn)速不安全。4.轉(zhuǎn)子系統(tǒng)瞬態(tài)響應(yīng)的計算和分析。研究了海水淡化多級高壓泵在工作轉(zhuǎn)速運(yùn)行以及啟動過程中殘余不平衡質(zhì)量引起的瞬態(tài)響應(yīng)情況,以及考慮到液膜非線性剛度時,液膜發(fā)生半頻渦動時的瞬態(tài)響應(yīng)。結(jié)果表明:在工作轉(zhuǎn)速穩(wěn)定運(yùn)行以及啟動時,不同位置的轉(zhuǎn)子部件響應(yīng)大小不同;對于因非線性液膜力引起半速渦動的軸承,其殘余不平衡質(zhì)量引起的響應(yīng)會使軸承的運(yùn)動軌跡發(fā)散直至發(fā)生干摩擦。5.轉(zhuǎn)子系統(tǒng)諧響應(yīng)的計算和分析。通過對轉(zhuǎn)子系統(tǒng)分別施加殘余不平衡質(zhì)量和激勵力,得到以這兩種方式施加簡諧信號后響應(yīng)的頻域圖。結(jié)果表明:在兩種外部激勵的分別作用下,不平衡質(zhì)量在二階臨界轉(zhuǎn)速附近的諧響應(yīng)較大,激勵力在五階臨界轉(zhuǎn)速附近的諧響應(yīng)較大,兩者對一階臨界轉(zhuǎn)速的作用相對較小。
【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】：2017
【分類號】：P747.5

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本文編號：1273281