大功率高壓多級(jí)離心泵轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)分析及其特性研究.pdf

1、隨著旋轉(zhuǎn)機(jī)械得到廣泛應(yīng)用并日益向高性能、大容量方向發(fā)展，這促使流體與旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子之間的流固耦合作用不斷增加，從而這種耦合作用對(duì)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的動(dòng)力特性和穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。
　　本文以大功率高壓多級(jí)離心泵為研究對(duì)象，圍繞影響泵轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動(dòng)力系統(tǒng)性的流體激振與轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的耦合作用，重點(diǎn)對(duì)多級(jí)離心泵級(jí)間設(shè)置的環(huán)壓密封力產(chǎn)生機(jī)理及其動(dòng)特性進(jìn)行理論分析和實(shí)驗(yàn)研究。
　　通過(guò)對(duì)多級(jí)離心泵三維流場(chǎng)計(jì)算與模擬，對(duì)離心泵的性能進(jìn)行預(yù)測(cè)，全面觀察多級(jí)離心泵的內(nèi)

2、部流動(dòng)情況，捕捉到重要的流動(dòng)現(xiàn)象，并獲得主要部件的速度、壓力分布，為后續(xù)研究中分析流固耦合作用對(duì)臨界轉(zhuǎn)速的影響提供依據(jù)。
　　建立基于Navier-Stokes方程的密封動(dòng)力學(xué)模型。詳細(xì)推導(dǎo)計(jì)算多級(jí)離心泵級(jí)間環(huán)壓密封動(dòng)特性系數(shù)的方法，并通過(guò)大量計(jì)算實(shí)例驗(yàn)證了上述模型及算法，并分析了眾多密封參數(shù)對(duì)密封動(dòng)力特性的影響。
　　建立基于有限元方法的大功率多級(jí)離心泵轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)模型。首先建立轉(zhuǎn)子軸系的有限元模型，介紹線性化的油膜力和密封

3、力模型，給出完善的多級(jí)離心泵轉(zhuǎn)子“濕”態(tài)動(dòng)力學(xué)分析方法。建立大功率高壓多級(jí)離心泵轉(zhuǎn)子剛性設(shè)計(jì)的理論和方法。
　　在國(guó)內(nèi)首次建立多級(jí)轉(zhuǎn)子“濕”效應(yīng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)。對(duì)密封力作用下轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的振動(dòng)特征進(jìn)行試驗(yàn)研究，通過(guò)試驗(yàn)結(jié)果分析系統(tǒng)密封力對(duì)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)特性的影響。最后將理論分析的結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較。
　　本文的研究給出了級(jí)間密封對(duì)多級(jí)轉(zhuǎn)子動(dòng)特性影響的試驗(yàn)結(jié)果，初步建立了數(shù)值仿真方法體系，為大功率高壓離心泵的研制和優(yōu)化提供了理論基礎(chǔ)，