本文關(guān)鍵詞：基于聲共振的壓縮機(jī)部件破壞機(jī)理研究

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【摘要】：過去幾十年,葉輪機(jī)械氣動聲學(xué)現(xiàn)象一直被各種研究機(jī)構(gòu)所深入探索。航空航天工業(yè)是這一領(lǐng)域研究的主要驅(qū)動力,因為噪音問題得到了人們越來越多的關(guān)注。氣體介質(zhì)的聲共振,會產(chǎn)生強(qiáng)大的激振源,這一觀點(diǎn)己被人們所廣泛認(rèn)同。但對于離心式壓縮機(jī)來說與此觀點(diǎn)相關(guān)的機(jī)理和理論卻知之甚少。氣體介質(zhì)的聲模態(tài)特性被認(rèn)為是導(dǎo)致部件失效的根本原因。 本文應(yīng)用聲模態(tài)仿真計算、有限元方法、頻譜分析、運(yùn)行模態(tài)試驗方法等手段,以離心式壓縮機(jī)為研究對象,對其進(jìn)行了聲模態(tài)仿真分析、結(jié)構(gòu)運(yùn)行模態(tài)試驗分析和有限元分析、壓力脈動測試、噪聲源識別等多項工作。本文具體工作如下： (1)噪聲源定位。聲強(qiáng)測量是噪聲源定位的最有效方法。本文通過采用離散點(diǎn)聲強(qiáng)測量對機(jī)組進(jìn)行數(shù)據(jù)采集,得出噪聲源的分布情況和頻譜特征。結(jié)果證明：管道和壓縮機(jī)空腔是主要的噪聲源。噪聲源定位為后續(xù)的壓力脈動測試和聲模態(tài)仿真模擬奠定了基礎(chǔ)。 (2)壓力脈動測試。壓力脈動是影響壓縮機(jī)工作的重要因素。通過對噪聲源定位,找到了主要噪聲部位和頻譜范圍。通過對不同工況下測點(diǎn)的壓力脈動測試,證實(shí)有葉擴(kuò)壓器比無葉擴(kuò)壓器產(chǎn)生的壓力脈動大； (3)聲模態(tài)模擬和驗證。通過理論分析和數(shù)值模擬計算,得出管道和壓縮機(jī)空腔聲模態(tài)的固有頻率,并通過試驗驗證聲模態(tài)引起的氣流激振對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生巨大沖擊；并對結(jié)構(gòu)模態(tài)進(jìn)行分析。使用ANSYS分析管道試驗臺的固有頻率,證實(shí)管道的振動與結(jié)構(gòu)模態(tài)無關(guān)。通過對壓縮機(jī)機(jī)體的運(yùn)行模態(tài)測試,證實(shí)葉片通過頻率處壓力脈動的產(chǎn)生與機(jī)組的結(jié)構(gòu)動態(tài)特性無關(guān)。 目前,對于壓縮機(jī)組聲模態(tài)特性的研究并不多。通過本文研究,不僅為延長壓縮機(jī)部件的使用壽命,提高壓縮機(jī)組的振動特性,而且對增強(qiáng)壓縮機(jī)的安全性和可靠度具有重大意義,為降低由聲共振引起的壓縮機(jī)破壞及壓縮機(jī)的改進(jìn)設(shè)計提供了重要依據(jù)。
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TH452

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本文編號：1168845