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离心式固液两相流泵叶轮的振动特性分析

金钊  
【摘要】:离心式固液两相流泵现广泛应用在采矿、冶金及电力等工业领域,其工作运行时产生的振动是导致其发生故障和寿命减短的重要因素,离心式固液两相流泵的叶轮是其主要过流件,泵内流体对其振动的影响不容忽视。因此,本文将对离心式固液两相流泵内部流场进行数值模拟分析进而研究叶轮在流体激励作用下的振动响应特性及振动发生规律。本文运用Pro/E建模软件对离心式固液两相流泵的叶轮以及蜗壳流道进行实体建模,在网格划分软件ICEM-CFD中对叶轮流道和蜗壳流道进行网格划分,在流场分析软件CFX中对离心式固液两相流泵的内部流场进行数值模拟,得到流场趋于稳态后的叶轮应力分布,将叶轮模型导入Ansys Workbench里进行实体网格划分,将流场分析结果加载到叶轮上,进行流固耦合分析,求解出叶轮的应力分布,进而对叶轮进行预应力下的模态分析,得到叶轮前5阶的固有频率及振型图,分析得到了其振动响应规律并给出了减小叶轮振动的合理化建议。改变叶轮叶片数目做同样的分析,并且对叶轮的共振特性进行对比分析,发现改变叶轮叶片数目能够有效减小叶轮的振动,避开激振频率并防止共振的发生。本文所做的研究分析对实际工程具有现实的意义,同时对其他叶轮机械的振动特性分析也具有很大的参考价值。


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