多級(jí)離心泵轉(zhuǎn)子的流固耦合特性及試驗(yàn)分析.pdf

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1、10FLUIDMACHINERYVo1．43，No．7，2015文章編號(hào)：1005—0329(2015)07—0010—06多級(jí)離心泵轉(zhuǎn)子的流固耦合特性及試驗(yàn)分析王其磊，陳國(guó)棟(1．中國(guó)人民武裝警察部隊(duì)學(xué)院，河北廊坊065000；2浙江省金華消防支隊(duì)，浙江金華321000)摘要：針對(duì)高功率密度液體多級(jí)離心泵的高速化發(fā)展帶來(lái)的流固耦合及臨界轉(zhuǎn)速等問(wèn)題，根據(jù)流固耦合計(jì)算方法，并應(yīng)用Ansys軟件系統(tǒng)對(duì)流場(chǎng)網(wǎng)格進(jìn)行劃分和邊界條件設(shè)定，然后進(jìn)行數(shù)值模擬計(jì)算。計(jì)算結(jié)果表明：首級(jí)葉輪到后部末級(jí)葉輪應(yīng)力、應(yīng)變和變形呈增大趨勢(shì)，這符合多級(jí)泵葉輪受力分布的實(shí)際情況，流固耦合相對(duì)于重力來(lái)說(shuō)發(fā)揮了更顯著的作用。

2、可以看出流固耦合后轉(zhuǎn)子固有頻率降低，并且階數(shù)越高，下降幅度越大，旋轉(zhuǎn)軟化效應(yīng)對(duì)第一階彎振影響較小，而對(duì)二、三、四階的影響逐漸增強(qiáng)，且隨轉(zhuǎn)速均勻增加，彎振頻率均勻變化。試驗(yàn)測(cè)試結(jié)果與仿真結(jié)果具有較好的一致性，反映了仿真數(shù)據(jù)的正確性。關(guān)鍵詞：多級(jí)離心泵；流固耦合；臨界轉(zhuǎn)速；固有頻率中圖分類號(hào)：TH311文獻(xiàn)標(biāo)志碼：Adoi：10．3969／j．issn．1005—0329．2015．07．003CharacteristicandExperimentalofFluid—structureInteractionofMultistagePumpRotorWANGQi．1ei，CHENGuo—dong

3、(1．ChinesePeople~ArmedPoliceForcesAorcesAcademy，Langfang065000，China；2．ZhejiangJinhuaFireDetachment，Jinhua321000，China)Abstract：Thefluid—structureinteractionandcriticalspeedproblemsfromthehighspeeddevelopmentthemultistagecentrifu-galpumpofhighpowerdensityfluidbasedonthefluid·structureequationsoffl

4、uidflowandsolidsystem，thegriddivisionofflowfieldandboundaryconditionsweresetbyapplyingAnsyssoftware，andthevibrationtestrigwassetup．Thecalculationre—suitsshowthat：thestress，strainanddeformationoftheheadtothebackoftheimpellershowedaincreasetrend，thisaccordswiththeactualsituationofthestressdistributi

5、onofmultistagepumpimpeller，thefluid—structureinteractionrelativetogravityhasplayedamoreprominentrole，itcanbeseenafterthefluid—structurecouplingrotornaturalfrequencyisreduced，andthehigherorderleadtothegre~erdrop，thespinsofteningeffectonthefirstorderbendingvibrationwassmall，andtheinfluenceofthetwo，t

6、hree，fourordergraduallystrengthen，andwithincreasinguniformspeed，thebendingvibrationfrequencyuniformchange．Throughtheexperimenttestandthesimulationresultshadgoodconsistency，whichreflectedthecorrectnessofthesim—ulationdata．Keywords：multistagepump；fluid-structureinteraction；criticalspeed；naturalfrequ

7、ency1前言到人們的關(guān)注J。并且隨著對(duì)泵揚(yáng)程要求不斷提高，多級(jí)離心泵必然要跨越臨界轉(zhuǎn)速，為了確保隨著高功率密度液體多級(jí)離心泵的高速化發(fā)臨界轉(zhuǎn)速平穩(wěn)過(guò)渡，并且確保泵的振動(dòng)水平降到展(離心泵的流量是由葉輪的通道面積與其葉片最低以提高泵的使用壽命，因此有效地對(duì)泵體的的角度：及其圓周速度決定的。多級(jí)離心泵對(duì)轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)及流固耦合特性研究具有重要意液體的離心力成正比增加，多級(jí)離心泵的壓力也義。劉厚林等利用雙向流固耦合的方法對(duì)葉成正