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叶轮前侧盖板流固耦合动力学特性研究

张妍  
【摘要】: 离心式叶轮是离心泵的核心部件,在动力、能源、化工以及航空航天等领域广泛使用。离心泵转子系统的动力学性能是决定系统稳定安全运行的根本因素。叶轮与流体之间的流固耦合作用会对离心泵转子系统动力学性能产生重要影响,尤其是在高转速、高负荷条件下更为显著。本文通过理论建模和数值分析,研究叶轮前侧盖板与流体之间的流固耦合作用,探索叶轮转子在这种流固耦合作用下的稳态和动态特性。研究结论对于离心式叶轮转子系统的动力学设计具有一定的理论指导意义。 由于基于完全Navier-Stokes方程的数值积分,非常耗时,本文采用Bulk-Flow模型来计算叶轮前侧盖板流固耦合的动力学特性。Bulk-Flow模型是由叶轮偏心环境下的一组偏微分方程组成。有限差分方法来分解这些非线性方程是一个很好的方法,因为这种方法具有更好的连续性。流体变量的扰动分析会产生一组0阶方程和一组1阶扰动方程。Simple算法用来完成对0阶方程的积分,分离变量法用来求解1阶扰动方程。从0阶方程得到稳态的压力分布和速度分布,1阶方程得到流固耦合的动态特性系数。 根据数值计算结果,详细地分析了叶轮与前侧盖板的相关参数,如叶轮前侧盖板与蜗壳之间的流体间隙、叶轮前侧盖板的轴向长度、叶轮前侧盖板的倾角、转子的偏心率等分别对稳态压力和速度分布的影响,进而分析了其叶轮动态特性系数的影响。通过分析得出如下结论: (1)叶轮前侧盖板的轴向长度,倾斜角和叶轮转速仅对间隙流体的周向速度产生影响,叶轮前侧盖板与蜗壳之间的间隙和转子的偏心率对稳态的压力和速度分布都会产生影响的。 (2)转子转速对叶轮交叉动特系数影响较大。


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1 吴珊珊;叶轮机械气动力学研究的创新与发展[N];科技日报;2003年
2 中科院工程热物理研究所 供稿;追忆我国工程热物理学科创始人吴仲华[N];大众科技报;2007年
3 ;阿洛卡SSD-290便携式B超翻盖板转轴的改进[N];电子报;2009年
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