旋噴泵的振動(dòng)特性分析與研究.pdf

1、旋噴泵是一種極低比轉(zhuǎn)速泵，它作為世界上最簡(jiǎn)單的泵，高效節(jié)能、穩(wěn)定可靠，大量應(yīng)用于炭黑、食品、化工以及深井采礦系統(tǒng)中用以提供小流量高揚(yáng)程的穩(wěn)定出流。我國(guó)是從九十年代末開(kāi)始引進(jìn)旋噴泵，目前國(guó)內(nèi)對(duì)旋噴泵的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及內(nèi)部流動(dòng)狀況研究比較多，而對(duì)其振動(dòng)問(wèn)題的研究還沒(méi)有見(jiàn)到。旋噴泵在使用過(guò)程中出現(xiàn)振動(dòng)劇烈，集流管中段斷裂的情況，導(dǎo)致維修頻率高。為了解決和預(yù)防旋噴泵振動(dòng)問(wèn)題的發(fā)生，研究其振動(dòng)機(jī)理，預(yù)測(cè)導(dǎo)致振動(dòng)發(fā)生的激勵(lì)力，對(duì)其進(jìn)行振動(dòng)特性分析具有重

2、要的意義。
　　 本文從振動(dòng)理論、旋噴泵的特點(diǎn)和研究現(xiàn)狀出發(fā)，運(yùn)用數(shù)值模擬技術(shù)，在分析旋噴泵內(nèi)部流場(chǎng)和壓力脈動(dòng)的基礎(chǔ)上，深入研究了結(jié)構(gòu)的振動(dòng)特性，為工程應(yīng)用提供參考。本文的主要研究?jī)?nèi)容有：
　　 1、介紹了旋噴泵的工作原理，綜合概述了旋噴泵和流體誘導(dǎo)振動(dòng)的研究歷史和現(xiàn)狀，明確了本文的主要研究?jī)?nèi)容和研究方法。
　　 2、應(yīng)用Pro/E軟件分別對(duì)旋噴泵的結(jié)構(gòu)實(shí)體和流道進(jìn)行了三維建模，并用ICEM對(duì)模型進(jìn)行了非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格

3、的劃分。利用CFX軟件，基于標(biāo)準(zhǔn)k-ε湍流模型和大渦模型對(duì)旋噴泵內(nèi)部三維流場(chǎng)分別進(jìn)行了穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)的數(shù)值模擬。根據(jù)數(shù)值模擬結(jié)果，分析內(nèi)部三維流場(chǎng)的流動(dòng)特性及壓力脈動(dòng)情況，初步預(yù)測(cè)了流體誘導(dǎo)振動(dòng)的原因。
　　 3、將旋噴泵的實(shí)體有限元模型導(dǎo)入到Workbench軟件中，把流場(chǎng)計(jì)算中得到的固體表面壓力加載到實(shí)體模型上，進(jìn)行單向流固耦合的靜應(yīng)力分析，發(fā)現(xiàn)集流管的第二個(gè)拐彎處受到的應(yīng)力較大，容易變形產(chǎn)生振動(dòng)。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行有預(yù)應(yīng)力的結(jié)構(gòu)模