本文關(guān)鍵詞：液氫渦輪泵轉(zhuǎn)子—迷宮密封系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)特性研究

  更多相關(guān)文章： 迷宮密封 轉(zhuǎn)子軸系 動(dòng)力學(xué)特性 穩(wěn)定性 CFD仿真

【摘要】：隨著現(xiàn)代工業(yè)的迅猛發(fā)展，轉(zhuǎn)子軸系的轉(zhuǎn)速增加、密封壓力的增加和轉(zhuǎn)子撓性度的增加，以及密封間隙的減小，，致使密封激勵(lì)問(wèn)題在轉(zhuǎn)子軸系設(shè)計(jì)中要求更加嚴(yán)格。對(duì)于合理描述密封流體激勵(lì)力不僅有利于系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)特性分析、簡(jiǎn)化分析過(guò)程，還有利于明確密封結(jié)構(gòu)各參數(shù)對(duì)系統(tǒng)的物理意義，研究密封流體激勵(lì)力對(duì)穩(wěn)定性的影響規(guī)律。本文建立了密封流體激勵(lì)力理論模型，通過(guò)三維CFD計(jì)算研究某型號(hào)迷宮密封的壓力分布、流體作用力，建立液氫渦輪泵轉(zhuǎn)子-密封系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型，對(duì)其動(dòng)力學(xué)特性進(jìn)行研究，分析系統(tǒng)穩(wěn)定性，研究其影響規(guī)律。主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)果如下： (1)使用Muszynska模型并在此基礎(chǔ)上引進(jìn)經(jīng)驗(yàn)參數(shù)，考慮密封入口預(yù)旋效應(yīng)，并建立一套計(jì)算迷宮密封的Muszynska模型經(jīng)驗(yàn)參數(shù)的方法，以獲得完整的密封流體激勵(lì)力理論模型，分析迷宮密封流體激振力，并將激振力集總在轉(zhuǎn)子軸系上。 (2)對(duì)某型號(hào)迷宮型密封建立三維流體計(jì)算模型，使用Fluent流體計(jì)算軟件分析該型號(hào)密封內(nèi)部流動(dòng)和壓力分布，研究密封間隙、轉(zhuǎn)子偏心對(duì)密封泄漏量和激振力的影響，通過(guò)得到的計(jì)算結(jié)果數(shù)據(jù)對(duì)密封激振力模型中所設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)參數(shù)進(jìn)行非線性回歸，確定經(jīng)驗(yàn)系數(shù)大小。研究發(fā)現(xiàn)密封流體激振力是由靜壓力和動(dòng)壓力的綜合作用，一般情況流體靜壓力占主導(dǎo)作用。 (3)結(jié)合提出的迷宮密封激振力模型、計(jì)算得到的模型經(jīng)驗(yàn)參數(shù)獲得完整密封激振力模型，使用有限元方法建立液氫渦輪泵轉(zhuǎn)子-迷宮密封系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型進(jìn)行數(shù)值求解。研究發(fā)現(xiàn)軸承支撐剛度、軸承位置對(duì)軸系模態(tài)振型不影響；迷宮密封流體激振力所激起的軸系振動(dòng)，其頻率與一階固有頻率相近而造成共振，導(dǎo)致液氫渦輪泵轉(zhuǎn)子-迷宮密封系統(tǒng)失穩(wěn)。 (4)通過(guò)研究液氫渦輪泵轉(zhuǎn)子-迷宮密封系統(tǒng)穩(wěn)定性，發(fā)現(xiàn)隨著軸系軸承支撐剛度的增加、密封間隙的增加、密封介質(zhì)粘度的增加統(tǒng)穩(wěn)定性增強(qiáng)；隨著密封兩端壓差的增加、密封半徑的增加系統(tǒng)容易失穩(wěn)；密封各參數(shù)變化對(duì)軸系臨界轉(zhuǎn)速影響甚微，密封的支撐剛度遠(yuǎn)小于軸系軸承的支撐剛度，對(duì)臨界轉(zhuǎn)速的影響可以忽略。
【關(guān)鍵詞】：迷宮密封 轉(zhuǎn)子軸系 動(dòng)力學(xué)特性 穩(wěn)定性 CFD仿真
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TH136
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-25
• 1.1 課題背景與研究目的及意義9-10
• 1.2 密封激勵(lì)力模型研究現(xiàn)狀10-19
• 1.2.1 Black-Childs模型11-13
• 1.2.2 Muszynska模型13-15
• 1.2.3 控制體模型15-17
• 1.2.4 基于CFD仿真密封激勵(lì)力模型研究17-19
• 1.3 密封激勵(lì)力實(shí)驗(yàn)研究19-22
• 1.4 密封激振穩(wěn)定性研究現(xiàn)狀22-23
• 1.5 本文研究?jī)?nèi)容23-25
• 第2章 迷宮密封流體激勵(lì)力模型研究25-32
• 2.1 引言25
• 2.2 迷宮密封結(jié)構(gòu)與原理描述25-27
• 2.3 迷宮密封流體激勵(lì)力模型27-30
• 2.3.1 Muszynska密封流體激勵(lì)力模型27-29
• 2.3.2 考慮密封入口預(yù)旋效應(yīng)29-30
• 2.4 密封模型經(jīng)驗(yàn)參數(shù)確定30-31
• 2.5 小結(jié)31-32
• 第3章 迷宮密封流場(chǎng)CFD模擬32-47
• 3.1 引言32
• 3.2 密封CFD計(jì)算模型及網(wǎng)格劃分32-33
• 3.3 密封CFD計(jì)算的湍流模型和邊界條件33-35
• 3.3.1 湍流模型選擇33-34
• 3.3.2 邊界條件34-35
• 3.4 密封CFD計(jì)算方法驗(yàn)證35-36
• 3.5 密封流場(chǎng)三維CFD數(shù)值模擬36-44
• 3.5.1 密封間隙流場(chǎng)分析36-39
• 3.5.2 密封泄漏量39-41
• 3.5.3 密封流體激振力41-44
• 3.6 密封模型經(jīng)驗(yàn)參數(shù)非線性回歸44-45
• 3.7 小結(jié)45-47
• 第4章 轉(zhuǎn)子-迷宮密封系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)研究47-65
• 4.1 引言47
• 4.2 轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)方程47-49
• 4.3 轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方程數(shù)值求解49-51
• 4.4 液氫渦輪泵轉(zhuǎn)子-迷宮密封系統(tǒng)有限元模型51-53
• 4.5 液氫渦輪泵轉(zhuǎn)子-迷宮密封系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)特性研究53-64
• 4.5.1 液氫渦輪泵轉(zhuǎn)子軸系臨界轉(zhuǎn)速及模態(tài)振型53-61
• 4.5.2 液氫渦輪泵轉(zhuǎn)子-迷宮密封系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)響應(yīng)分析61-64
• 4.6 小結(jié)64-65
• 第5章 液氫渦輪泵轉(zhuǎn)子-迷宮密封系統(tǒng)穩(wěn)定性研究65-82
• 5.1 引言65
• 5.2 轉(zhuǎn)子軸承剛度對(duì)液氫渦輪泵轉(zhuǎn)子-密封系統(tǒng)穩(wěn)定性影響65-68
• 5.3 密封間隙對(duì)液氫渦輪泵轉(zhuǎn)子-密封系統(tǒng)穩(wěn)定性影響68-72
• 5.4 密封介質(zhì)粘度對(duì)液氫渦輪泵轉(zhuǎn)子-密封系統(tǒng)穩(wěn)定性影響72-75
• 5.5 密封兩端壓差對(duì)液氫渦輪泵轉(zhuǎn)子-密封系統(tǒng)穩(wěn)定性影響75-78
• 5.6 密封半徑對(duì)液氫渦輪泵轉(zhuǎn)子-密封系統(tǒng)穩(wěn)定性影響78-81
• 5.7 小結(jié)81-82
• 結(jié)論82-83
• 參考文獻(xiàn)83-90
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果90-92
• 致謝92

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前3條

1 高N

本文編號(hào)：896451