部分流泵水動力學及轉子部件臨界轉速的計算與分析.pdf

1、現代泵轉子正朝著大功率、高轉速的方向發(fā)展。開式葉輪泵主要應用于高速泵領域,高速泵在運行的過程中必然要跨越一階甚至是二、三階的臨界轉速,其轉子在這方面表現的尤為突出,受臨界轉速的影響更加明顯,為了保證開式葉輪泵轉子的平穩(wěn)運轉,避免其在接近其臨界轉速時產生共振而影響泵的壽命,設計時需要準確計算其在工作狀態(tài)下的臨界轉速即濕態(tài)下的臨界轉速。計算轉子部件的臨界轉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行計算。
　　 本文以一

2、臺部分流泵為研究模型,建立整體流道模型,應用CFD技術進行三維流場數值模擬,預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,觀察到泵的內部流動情況,為后期的臨界轉速計算奠定基礎;對于浸液轉子來說,流固耦合作用對臨界轉速的影響顯而易見,文中通過建立部分流泵轉子部件實體模型,對轉子部件進行了靜力及模態(tài)分析,探討研究了流固耦合作用對臨界轉速的影響;文中還對比了鄧克萊法與有限元法計算轉子部件在剛性支承下一階臨界轉速的數值,之后

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