本文關(guān)鍵詞：大型離心風(fēng)機(jī)流固耦合及葉輪振動(dòng)特性分析　出處：《江蘇科技大學(xué)》2013年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：葉輪機(jī)械是工業(yè)生產(chǎn)部門應(yīng)用最為廣泛的一類機(jī)械設(shè)備，其在航空、航天、石油、化工、能源、電力及國防等領(lǐng)域中發(fā)揮著無可替代的作用。而葉輪機(jī)械的各種故障，如喘振、失速、葉片斷裂等，與葉輪機(jī)械內(nèi)部各種流固耦合現(xiàn)象有著直接的關(guān)系。目前，僅考慮單一物理場的數(shù)值模擬已很難滿足葉輪機(jī)械在結(jié)構(gòu)性與可靠性等方面的要求。因此，需要對(duì)葉輪機(jī)械內(nèi)部的流固耦合(FSI)問題進(jìn)行研究。而對(duì)葉輪機(jī)械的內(nèi)流場和葉輪動(dòng)力特性的研究，對(duì)相關(guān)設(shè)備的設(shè)計(jì)和運(yùn)行具有一定的指導(dǎo)意義。 首先，本文采用CAD軟件PRO/E對(duì)大型離心風(fēng)機(jī)進(jìn)行了整體風(fēng)機(jī)三維流場建模，整體風(fēng)機(jī)流場模型由集流器、葉輪和蝸殼三部分組成，然后在專門的網(wǎng)格劃分軟件Gambit中對(duì)整體風(fēng)機(jī)三維流場模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分并設(shè)置邊界條件。 其次，采用標(biāo)準(zhǔn)的k湍流模型，在ANSYS Workbench中以FLUENT軟件為工具，對(duì)離心風(fēng)機(jī)內(nèi)部的三維湍流流動(dòng)進(jìn)行了數(shù)值模擬分析與計(jì)算。分析了離心風(fēng)機(jī)旋轉(zhuǎn)對(duì)流速及壓力分布的影響，研究了離心風(fēng)機(jī)內(nèi)部流動(dòng)規(guī)律。 再次，通過建立ANSYS Workbench不同分析項(xiàng)目間的連接，可以將流場分析計(jì)算所得葉輪壁面的流體壓力加載至葉輪模型表面，獲得葉輪在流體壓力下的受力狀態(tài)，然后對(duì)葉輪進(jìn)行強(qiáng)度分析，并與葉輪在離心力作用、離心力與重力共同作用及流固耦合作用下分析結(jié)果進(jìn)行比較，，得到葉輪在不同載荷作用下的應(yīng)力及變形，校核葉輪的強(qiáng)度和剛度，避免葉輪的疲勞破壞。 最后，通過對(duì)葉輪進(jìn)行實(shí)際約束狀態(tài)下的模態(tài)分析，得到離心風(fēng)機(jī)葉輪在自由狀態(tài)及有預(yù)應(yīng)力作用下的固有頻率和振型，分析其結(jié)構(gòu)剛度和動(dòng)態(tài)特性并發(fā)現(xiàn)薄弱環(huán)節(jié)，避免共振的發(fā)生。
【學(xué)位授予單位】：江蘇科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：TH432

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1325329