本文關(guān)鍵詞：基于動網(wǎng)格的口環(huán)密封動特性研究及濕轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)速的計算，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著工業(yè)的發(fā)展,轉(zhuǎn)子系統(tǒng)不斷向著高轉(zhuǎn)速、大功率發(fā)展,傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)機(jī)械已經(jīng)無法滿足日益加快的生產(chǎn)力需求;然而轉(zhuǎn)速的提高會帶來一系列問題,例如影響轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的穩(wěn)定性、導(dǎo)致轉(zhuǎn)子系統(tǒng)發(fā)生振動等,而振動又會影響設(shè)備的運(yùn)行效率,嚴(yán)重的可能導(dǎo)致設(shè)備破壞。多級離心泵由于其結(jié)構(gòu)復(fù)雜,存在很多小的環(huán)形間隙,間隙內(nèi)的流體會對轉(zhuǎn)子產(chǎn)生流體激振力,從而改變轉(zhuǎn)子的動力特性。本文以一臺十級離心泵為研究對象,在計算流體力學(xué)軟件FLUENT中計算圓柱形口環(huán)密封和圓錐形口環(huán)密封的壓力場和速度場分布情況;分析圓柱形口環(huán)密封和圓錐形口環(huán)密封的泄漏量隨著壓差的變化關(guān)系,比較兩種密封的密封性能;計算分析了偏心、壓差、軸向密封長度和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速等因素對密封性能的影響;用旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系法計算多級離心泵殼體前密封和殼體后密封的密封動力特性系數(shù),并且計算了與殼體前密封幾何尺寸和水力直徑相同的圓錐形口環(huán)密封的密封動力特性系數(shù),將圓柱形口環(huán)密封和圓錐形口環(huán)密封的轉(zhuǎn)子動力特性系數(shù)進(jìn)行比較;提出了一種基于動網(wǎng)格技術(shù)的計算阻尼動力特性系數(shù)的新方法,用動網(wǎng)格法計算圓柱形口環(huán)密封的轉(zhuǎn)子動力特性系數(shù),并且將其與Lindsey實驗結(jié)果和旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系法得到的結(jié)果進(jìn)行比較,驗證動網(wǎng)格法的準(zhǔn)確性;在Matlab中編譯了計算轉(zhuǎn)子系統(tǒng)臨界轉(zhuǎn)速的程序,計算了圓柱形口環(huán)密封轉(zhuǎn)子系統(tǒng)和圓錐形口環(huán)密封轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的臨界轉(zhuǎn)速,比較了圓錐形口環(huán)密封和圓柱形口環(huán)密封轉(zhuǎn)子系統(tǒng)臨界轉(zhuǎn)速的異同,分析了兩種間隙密封的轉(zhuǎn)子動力特性;在ANSYS中對Matlab計算程序的正確性進(jìn)行了驗證,將兩種方法的計算結(jié)果進(jìn)行了比較;計算比較了考慮密封支撐作用下的臨界轉(zhuǎn)速和不考慮密封支撐作用下的臨界轉(zhuǎn)速,分析了密封間隙內(nèi)流體對多級離心泵的轉(zhuǎn)子動特性的影響。研究結(jié)果表明:對于相同幾何參數(shù)和水力直徑的圓柱形口環(huán)密封和圓錐形口環(huán)密封,圓錐形口環(huán)密封的密封性能優(yōu)于圓柱形口環(huán)密封的密封性能;圓錐形口環(huán)密封的剛度更大,圓錐形口環(huán)密封轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的臨界轉(zhuǎn)速遠(yuǎn)大于圓柱形口環(huán)密封轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的臨界轉(zhuǎn)速,圓錐形口環(huán)密封轉(zhuǎn)子系統(tǒng)更加穩(wěn)定,不易因轉(zhuǎn)速達(dá)到臨界轉(zhuǎn)速而發(fā)生劇烈振動;轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的“干”、“濕”臨界轉(zhuǎn)速差別較大,密封間隙內(nèi)的流體對轉(zhuǎn)子系統(tǒng)轉(zhuǎn)子動力特性的影響不能忽視。
【關(guān)鍵詞】：多級離心泵 密封間隙力 臨界轉(zhuǎn)速 動網(wǎng)格技術(shù) Matlab程序
【學(xué)位授予單位】：中國石油大學(xué)(華東)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TH311
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第一章 緒論10-12
• 1.1 課題研究背景及意義10-11
• 1.2 本文主要研究內(nèi)容11-12
• 第二章 文獻(xiàn)綜述12-21
• 2.1 口環(huán)密封的研究現(xiàn)狀12-18
• 2.1.1 口環(huán)密封的密封機(jī)理12-13
• 2.1.2 密封性能的影響因素13-14
• 2.1.3 密封間隙內(nèi)流體流動狀態(tài)14-15
• 2.1.4 密封動特性的研究15-18
• 2.2 臨界轉(zhuǎn)速研究進(jìn)展18-21
• 2.2.1 臨界轉(zhuǎn)速的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀18-19
• 2.2.2 臨界轉(zhuǎn)速的計算方法19-21
• 第三章 口環(huán)密封的密封性能研究21-38
• 3.1 口環(huán)密封研究的CFD基礎(chǔ)21-24
• 3.1.1 流動控制方程21
• 3.1.2 湍流模型的選擇21-23
• 3.1.3 控制方程的離散方法23-24
• 3.2 圓柱形口環(huán)密封的求解24-33
• 3.2.1 圓柱形口環(huán)密封的結(jié)構(gòu)形式及其特點24-25
• 3.2.2 圓柱形口環(huán)密封的計算模型25
• 3.2.3 計算方法和邊界條件25-26
• 3.2.4 網(wǎng)格數(shù)量的確定26-27
• 3.2.5 圓柱形口環(huán)密封內(nèi)的流場分布27-30
• 3.2.6 各參數(shù)對密封性能的影響30-33
• 3.3 圓錐形口環(huán)密封的求解33-37
• 3.3.1 圓錐形口環(huán)密封的結(jié)構(gòu)形式及其特點33
• 3.3.2 圓錐形口環(huán)密封的流場分布33-37
• 3.4 本章小結(jié)37-38
• 第四章 多級離心泵口環(huán)密封動特性研究38-52
• 4.1 口環(huán)密封力模型38-39
• 4.2 剛度特性系數(shù)的計算39-42
• 4.2.1 殼體前密封環(huán)剛度系數(shù)的計算40
• 4.2.2 殼體后密封剛度系數(shù)的計算40-41
• 4.2.3 圓錐形口環(huán)密封剛度系數(shù)的計算41
• 4.2.4 剛度系數(shù)計算結(jié)果分析41-42
• 4.3 基于參考坐標(biāo)系法阻尼特性系數(shù)的計算42-45
• 4.3.1 參考坐標(biāo)系法42-43
• 4.3.2 殼體前密封環(huán)阻尼系數(shù)的計算43-44
• 4.3.3 殼體后密封環(huán)阻尼系數(shù)的計算44
• 4.3.4 圓錐形口環(huán)密封環(huán)阻尼系數(shù)的計算44
• 4.3.5 阻尼系數(shù)計算結(jié)果分析44-45
• 4.4 基于動網(wǎng)格技術(shù)的阻尼特性系數(shù)的計算45-50
• 4.4.1 動網(wǎng)格算法的理論基礎(chǔ)45-46
• 4.4.2 動網(wǎng)格算法的實現(xiàn)過程46-47
• 4.4.3 動網(wǎng)格方法的可行性驗證47-50
• 4.5 本章小結(jié)50-52
• 第五章 多級離心泵臨界轉(zhuǎn)速的計算52-63
• 5.1 轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動力學(xué)方程52-54
• 5.1.1 轉(zhuǎn)子動力學(xué)的運(yùn)動微分方程52
• 5.1.2 剛性圓盤的運(yùn)動方程52-53
• 5.1.3 彈性軸段的運(yùn)動方程53
• 5.1.4 密封支撐的運(yùn)動方程53-54
• 5.2 轉(zhuǎn)子系統(tǒng)濕態(tài)臨界轉(zhuǎn)速的計算54-58
• 5.2.1 基于Matlab程序的臨界轉(zhuǎn)速的計算54-56
• 5.2.2 轉(zhuǎn)子系統(tǒng)幾何參數(shù)56
• 5.2.3 臨界轉(zhuǎn)速計算結(jié)果分析56-58
• 5.3 MATLAB程序的驗證58-61
• 5.3.1 在ANSYS中計算濕態(tài)臨界轉(zhuǎn)速的有限元模型58
• 5.3.2 臨界轉(zhuǎn)速的求解58-60
• 5.3.3 計算結(jié)果討論60-61
• 5.4 “干”“濕”臨界轉(zhuǎn)速的比較61-62
• 5.5 本章小結(jié)62-63
• 第六章 總結(jié)與展望63-65
• 6.1 研究總結(jié)63-64
• 6.2 研究展望64-65
• 參考文獻(xiàn)65-70
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的學(xué)術(shù)成果70-71
• 致謝71

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  本文關(guān)鍵詞：基于動網(wǎng)格的口環(huán)密封動特性研究及濕轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)速的計算，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：287817