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基于流固耦合的轴流泵叶轮振动特性分析年甋
摘要江苏大学硕士学位论文轴流泵属于大流量、低扬程泵,在农田排灌、市政给排水、调水工程、电厂循环水工程等方面有着广泛的应用。叶轮是轴流泵进行能量转换的关键部件,它的安全可靠性直接影响到泵站能否稳定运行。所以,对轴流泵叶轮进行基于流固耦合的振动特性分析对轴流泵叶轮的优化设计及稳定运行有着非常重要的理论意义和工程实际意义。本文在国家自然基金“轴流泵转轮和导叶非定常相干机理及其诱导压力脉动的研究手拢訸椭崃鞅媚诓流场和叶轮结构进行了双向交替流固耦合联合求解,对轴流泵叶轮进行了模态分析。主要研究内容和取得的成果如下:褂昧鞒〖扑闳砑﨏,分别采用蚹滞牧髂型对轴流泵内部流场进行了定常数值模拟,结果显示由P图扑愠隼的结果与试验值更为接近。分析了由P图扑愕贸龅囊堵忠镀砻嫜力、表面相对速度及轴流泵内流线分布。治隽肆鞴恬詈献饔孟轮崃鞅靡堵值挠α捅湫吻榭觥=峁⑾郑鞴耦合作用下轴流泵叶轮的最大位移发生在叶轮叶片进水边轮缘处,叶片出水边及轮毂处位移较小;叶片根部与轮毂接触处靠近进水边一侧存在明显的应力集中现象;叶轮的应力和变形均随着轴流泵流量的增加而逐渐减小;叶轮最大等效应力呈周期性变化。灾崃鞅靡堵纸隹诤峤孛娼醒沽β龆匦苑治觥=峁允荆阂堵纸出口处压力脉动幅值均从轮毂到轮缘逐渐增大,且主频均为叶轮叶片通过频率;在叶轮进口处,振动幅值随着流量的增大而减小;叶轮出口处,设计工况下振动幅值最小,偏离设计工况越大,振动幅值越大。悸橇鞴恬詈献饔煤螅崃鞅玫男屎脱锍叹兴陆担嵯蛄τ兴增加,但是变化幅度均较小。另外,轴流泵叶轮工作面与背面压差有所减小,说明流固耦合作用使得轴流泵叶轮性能有所下降。治隽酥崃鞅靡堵衷诳掌械恼穸匦裕约袄胄牧ψ饔枚灾崃鞅靡堵
基于流固耦合的轴流泵叶轮振动特性分析影响。发现离心力对轴流泵叶轮固有频率的影响非常小,可以忽略不部分水力激振力频率的分析,发现与叶轮第一阶固有频率相差较大,可能性较小。流泵叶轮,流固耦合,数值模拟,模态分析,振动特性
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