【摘要】：隨著旋轉(zhuǎn)機(jī)械得到廣泛應(yīng)用并日益向高性能、大容量方向發(fā)展,這促使流體與旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子之間的流固耦合作用不斷增加,從而這種耦合作用對轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的動力特性和穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。 本文以大功率高壓多級離心泵為研究對象,圍繞影響泵轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動力系統(tǒng)性的流體激振與轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的耦合作用,重點(diǎn)對多級離心泵級間設(shè)置的環(huán)壓密封力產(chǎn)生機(jī)理及其動特性進(jìn)行理論分析和實(shí)驗(yàn)研究。 通過對多級離心泵三維流場計算與模擬,對離心泵的性能進(jìn)行預(yù)測,全面觀察多級離心泵的內(nèi)部流動情況,捕捉到重要的流動現(xiàn)象,并獲得主要部件的速度、壓力分布,為后續(xù)研究中分析流固耦合作用對臨界轉(zhuǎn)速的影響提供依據(jù)。 建立基于Navier—Stokes方程的密封動力學(xué)模型。詳細(xì)推導(dǎo)計算多級離心泵級間環(huán)壓密封動特性系數(shù)的方法,并通過大量計算實(shí)例驗(yàn)證了上述模型及算法,并分析了眾多密封參數(shù)對密封動力特性的影響。 建立基于有限元方法的大功率多級離心泵轉(zhuǎn)子動力學(xué)模型。首先建立轉(zhuǎn)子軸系的有限元模型,介紹線性化的油膜力和密封力模型,給出完善的多級離心泵轉(zhuǎn)子“濕”態(tài)動力學(xué)分析方法。建立大功率高壓多級離心泵轉(zhuǎn)子剛性設(shè)計的理論和方法。 在國內(nèi)首次建立多級轉(zhuǎn)子“濕”效應(yīng)實(shí)驗(yàn)臺。對密封力作用下轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的振動特征進(jìn)行試驗(yàn)研究,通過試驗(yàn)結(jié)果分析系統(tǒng)密封力對轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動力學(xué)特性的影響。最后將理論分析的結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較。 本文的研究給出了級間密封對多級轉(zhuǎn)子動特性影響的試驗(yàn)結(jié)果,初步建立了數(shù)值仿真方法體系,為大功率高壓離心泵的研制和優(yōu)化提供了理論基礎(chǔ),具有重要的理論意義和很強(qiáng)的實(shí)際應(yīng)用價值。
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號】：TH311

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本文編號：2712697