發(fā)布時(shí)間：2018-03-25 16:09

  本文選題：船用離心泵　切入點(diǎn)：有限元分析　出處：《武漢理工大學(xué)》2012年碩士論文

【摘要】：離心泵是船舶機(jī)艙的主要輔助機(jī)械,其運(yùn)行狀態(tài)的好壞直接關(guān)系到船舶能否持續(xù)正常航行和船員生活能否得到保障等問題。目前對(duì)船用離心泵進(jìn)行的狀態(tài)監(jiān)測(cè)大多采用壓力、流量和轉(zhuǎn)速等參數(shù),而采用振動(dòng)方法進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)診斷則不多。有效的振動(dòng)監(jiān)測(cè)與診斷技術(shù)可以及時(shí)掌握船用離心泵的技術(shù)狀況,及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障征兆,對(duì)其進(jìn)行針對(duì)性檢修,避免突發(fā)性故障的發(fā)生,降低維修成本,提高其利用率和安全性。因此,對(duì)船用離心泵進(jìn)行振動(dòng)特性分析及振動(dòng)監(jiān)測(cè)診斷技術(shù)的研究具有理論意義和實(shí)際的工程應(yīng)用價(jià)值。 本文以IS100-65-315單級(jí)單吸臥式離心泵為主要研究對(duì)象,針對(duì)離心泵故障庫(kù)缺乏的現(xiàn)狀,以流體力學(xué)理論、振動(dòng)理論和有限元理論為基礎(chǔ),采用現(xiàn)代試驗(yàn)技術(shù)和CAE軟件為研究手段,對(duì)船用離心泵進(jìn)行了系統(tǒng)研究,主要研究工作如下： 1.建立了離心泵流道有限元模型,運(yùn)用Fluent軟件,對(duì)流道進(jìn)行仿真計(jì)算,揭示了離心泵流道內(nèi)部流場(chǎng)壓力分布規(guī)律,即在葉輪區(qū)域葉片從葉輪進(jìn)口到葉輪出口,流體壓力不斷增大；在蝸殼部分流體從蝸舌到出口其壓力呈逐漸增大趨勢(shì)；確定了流道中流體對(duì)離心泵泵殼的激勵(lì)力。 2.采用PRO/E軟件建立了離心泵泵殼的三維實(shí)體模型；運(yùn)用MSC.Patran/Nastran有限元軟件,進(jìn)行了正常工況下離心泵泵體的振動(dòng)響應(yīng)分析,分析了離心泵泵體的振動(dòng)響應(yīng)特性,并在試驗(yàn)臺(tái)架上試驗(yàn)驗(yàn)證了離心泵計(jì)算模型的正確性。 3.運(yùn)用Fluent和MSC.Patran/Nastran軟件,對(duì)離心泵進(jìn)行了故障仿真研究,主要分析了離心泵在小流量、大流量非額定工況,單葉片折損以及汽蝕故障的振動(dòng)響應(yīng)特性,揭示了三種工況下離心泵泵體的振動(dòng)頻譜規(guī)律,為離心泵振動(dòng)的故障診斷提供了依據(jù)。
[Abstract]:Centrifugal pump is the main auxiliary machinery of ship engine room, its running condition is directly related to whether the ship can continue to sail normally and whether the crew life can be guaranteed, etc. At present, the condition monitoring of ship centrifugal pump mostly adopts pressure. There are few parameters such as flow rate and rotational speed, but it is rare to use vibration method to monitor and diagnose in real time. Effective vibration monitoring and diagnosis technology can grasp the technical condition of marine centrifugal pump in time, find fault symptom in time, and carry on pertinence maintenance to it. Therefore, it is of theoretical significance and practical application value to study the vibration characteristics analysis and vibration monitoring and diagnosis technology of marine centrifugal pump. In this paper, IS100-65-315 single-stage single-suction horizontal centrifugal pump is taken as the main research object. In view of the lack of fault reservoir of centrifugal pump, based on the theory of fluid mechanics, vibration theory and finite element theory, modern test technology and CAE software are used as the research means. A systematic study on marine centrifugal pump is carried out. The main research work is as follows:. 1. The flow channel finite element model of centrifugal pump is established, and the flow channel is simulated by Fluent software, which reveals the pressure distribution law of the flow field inside the channel of centrifugal pump, that is, the blade is imported from impeller to the outlet of impeller in the impeller region. The pressure of the fluid is increasing gradually from the tongue to the outlet of the volute and the excitation force of the fluid to the pump case is determined. 2. The three-dimensional solid model of centrifugal pump shell is established by using PRO/E software, the vibration response of centrifugal pump body under normal working condition is analyzed by MSC.Patran/Nastran finite element software, and the vibration response characteristic of centrifugal pump body is analyzed. The correctness of the calculation model of centrifugal pump is verified on the test bench. 3. The fault simulation of centrifugal pump is carried out by using Fluent and MSC.Patran/Nastran software. The vibration response characteristics of centrifugal pump under small flow rate, non-rated condition with large flow rate, single blade loss and cavitation failure are analyzed. The vibration spectrum law of centrifugal pump body under three working conditions is revealed, which provides the basis for the fault diagnosis of centrifugal pump vibration.
【學(xué)位授予單位】：武漢理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號(hào)】：TH311

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1663880