部分流泵水動(dòng)力學(xué)及轉(zhuǎn)子部件臨界轉(zhuǎn)速的計(jì)算與分析.pdf

1、現(xiàn)代泵轉(zhuǎn)子正朝著大功率、高轉(zhuǎn)速的方向發(fā)展。開式葉輪泵主要應(yīng)用于高速泵領(lǐng)域,高速泵在運(yùn)行的過程中必然要跨越一階甚至是二、三階的臨界轉(zhuǎn)速,其轉(zhuǎn)子在這方面表現(xiàn)的尤為突出,受臨界轉(zhuǎn)速的影響更加明顯,為了保證開式葉輪泵轉(zhuǎn)子的平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn),避免其在接近其臨界轉(zhuǎn)速時(shí)產(chǎn)生共振而影響泵的壽命,設(shè)計(jì)時(shí)需要準(zhǔn)確計(jì)算其在工作狀態(tài)下的臨界轉(zhuǎn)速即濕態(tài)下的臨界轉(zhuǎn)速。計(jì)算轉(zhuǎn)子部件的臨界轉(zhuǎn)速常用的辦法是有限元法和傳遞矩陣法,文中采用有限元法進(jìn)行計(jì)算。
　　 本文以一

2、臺(tái)部分流泵為研究模型,建立整體流道模型,應(yīng)用CFD技術(shù)進(jìn)行三維流場數(shù)值模擬,預(yù)測了部分流泵的性能曲線,獲得了葉輪、蝸殼等部件的速度、壓力分布,觀察到泵的內(nèi)部流動(dòng)情況,為后期的臨界轉(zhuǎn)速計(jì)算奠定基礎(chǔ);對于浸液轉(zhuǎn)子來說,流固耦合作用對臨界轉(zhuǎn)速的影響顯而易見,文中通過建立部分流泵轉(zhuǎn)子部件實(shí)體模型,對轉(zhuǎn)子部件進(jìn)行了靜力及模態(tài)分析,探討研究了流固耦合作用對臨界轉(zhuǎn)速的影響;文中還對比了鄧克萊法與有限元法計(jì)算轉(zhuǎn)子部件在剛性支承下一階臨界轉(zhuǎn)速的數(shù)值,之后

3、利用實(shí)體+彈簧單元的有限元模型分別討論了懸臂長度、葉輪個(gè)數(shù)、支承剛度對轉(zhuǎn)子固有頻率的影響,并計(jì)算了轉(zhuǎn)子部件濕態(tài)下的臨界轉(zhuǎn)速。計(jì)算結(jié)果表明：⑴數(shù)值模擬值符合設(shè)計(jì)要求,并能正確地揭示部分流泵內(nèi)部的流動(dòng)狀態(tài)這表明本文所采用的數(shù)值模擬方法是可靠的。⑵流固耦合作用增大了轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速,且隨著轉(zhuǎn)速的升高變化均勻。⑶影響臨界轉(zhuǎn)速因素中支承剛度作用明顯,準(zhǔn)確地簡化支承,合理地確定支承的剛度和阻尼矩陣是準(zhǔn)確計(jì)算臨界轉(zhuǎn)速的前提。⑷轉(zhuǎn)子在濕態(tài)下受到流固耦合作