高速离心泵转子系统动态优化设计

目前高速离心泵转子系统动态优化设计一般多限于求在自振频率禁区约束下的转 子重量最轻问题，用数学规划法或准则法求解。本文对高速离心泵转子系统进行符合 工程要求的较全面的动态优化设计，采用有限元分析手段；以动柔度为目标函数（考 虑强迫振动），考虑自振频率禁区、转子强度和刚度等约束，采用作者提出的摄动逆 求法或者将其与数学规划法相结合的方法求解。以 ＣＹ型液下泵为实例，重分析 １～２ 次。本优化方法亦可推广用于其他机械系统动态优化设计。     

计算多转子系统临界转速的整体传递矩阵法

提出了整体传递矩阵法中耦合单元的概念，导出了各向同性和各向异性耦合单元的传递矩阵，并给出了几个算例。整体传递矩阵法是取各转子状态向量的集合作为系统的状态向量，各转子同时对系统状态向量进行传递，求得多转子轴系的整体传递矩阵方程，代入整体边界条件进行求即可得到多转子轴系的临界速。与子结构传递矩阵法相比，整体传递矩阵法不必将多转子系统在耦合单元处分割开来，示引入未知内力和位移，也不必建立分割处的平衡方程或变形协调条件。     

基于有限元法计算涡轮冷却器转子的临界转速

采用有限元法分析了飞机环境控制系统升压式涡轮冷却器转子的·临界转速,通过对轴段和盘的受力分析得出轴段和盘单元的运动方程．把支承和密封对轴的作用力按节点力处理,再由单元运动方程综合出转子系统的运动方程：求解临界转速归结为特征值的计算。并且针对升压式涡轮冷却器转子的特点．用Matlab编写了计算转子临界转速的程序,并以计算实例验证了有限元法的正确性、有效性和准确性,在升压式涡轮冷却器转子临界转速的计算中获得了较理想的结果。     

转子临界转速实验与计算的对比分析

在建立转子实验台的基础上,用实验方法测量转子的一阶临界转速,并与理论计算所得值进行对比分析.利用LabVIEW软件对实验台编制数据采集分析软件,可以直接显示随着转速的变化转子振幅和相位的相应变化,当转子振幅和相位发生突变时,所对应转速便是转子临界转速.根据Prohl法(初参数法)计算转子临界转速,利用VB编写程序进行计算.结果显示,实验数据和理论值基本一致,说明采用此实验台可以准确测量转子临界转速,编制的Prohl法VB程序适用于计算临界转速.     

燃气轮机拉杆转子动力学建模及临界转速计算

重型燃气轮机通常采用拉杆转子结构,此类转子-支撑系统的临界转速的分析计算与整体结构转子不同.以Riccati传递矩阵法为框架,对某燃气轮机中心拉杆转子结构进行分析并离散,考虑轴承支撑以及端面齿啮合对转子动力学特性的影响,建立转子 支撑系统的动力学计算模型.利用该模型对临界转速以及相应的振型进行计算,并通过与试验台实测结果的对比,验证了计算模型和方法的正确性,该方法可应用于类似结构转子动力学特性的分析研究.     

基于ANSYS的转子临界转速计算

利用ANSYS自带的编程语言APDL,参数化有限元模型和快速求解临界转速,在ANSYS平台上完成离心机临界转速分析。     

辊涂试验装备的转子临界转速计算与分析

为确保辊涂装备在高速涂敷过程中保持稳定运行,研究辊涂试验装备中转子运行过程中的振动问题。采用解析法和有限元分析法计算转子的临界转速,并对极限工作转速下转子的固有频率和振型进行求解。由于辊涂转子由多种材料组成,在现有方法的基础上提出一种面向主体为钢、表层为橡胶的辊涂转子临界转速计算方法,对辊涂转子的临界转速进行求解与分析。结果表明,所设计的辊涂转子运行的最高转速远低于其一阶临界转速,避开了装备转子转速的共振区;面对多种材料复合而成的复杂转子,改进后的解析法可以用于初步判断设计的合理性,而有限元法可以更加直观地确定方案的合理性。     

陀螺效应对转子临界转速的影响

在实际转子中"陀螺效应"在一定程度上会影响临界转速.本文采用ANSYS模拟的方法计算转子的临界转速并研究其"陀螺效应".通过计算几个长度相同半径不同的简单梁的临界转速,确定梁跨比不同时"陀螺效应"对临界转速影响.     

轴承油膜动特性对转子临界转速的效应计算

介绍了非定常情况下,滑动轴承动压油膜的动态特性对转子支承刚度的作用．在此基础上建立了基于油膜动力学特性及底座支承刚度动力学模型的计算方法,并用于传递矩阵法求解转子系统的临界转速中．计算结果表明,随着系统的支承刚度下降,转子系统的临界转速是下降的     

计算机在柔性转子轴的临界转速实验教学中的应用

通过将计算机用于柔性转子轴的临界转速实验教学,对柔性转子轴在通过其临界转速时进行了相关数据的测量,并阐述了将计算机应用于该实验的优点。     

节段式多级离心泵比转数的选择

本文从节段式多级离心泵的比转数、级数和效率关系入手,以目前水泵制造业工艺水平所能达到的精度为依据,在对现有节段式多级离心泵的结构特点进行统计和分析的基础上,指出了比转数与泵转子动力特性之间的内在联系。即通过泵的结构参数、力学特性和性能参数之间的联系,建立了相互间的函数式。并给出了节段式多级离心泵的合理范围,比转数n,等于60～100,级数i不超过6级。文中还进行了实例分析,证明用本文提出的方法可以达到在结构设计之前合理确定比转数的目的。     

离心泵故障诊断方法

通过对离心泵故障的分析，总结出泵的振动与故障的相互关系，利用有关振动理论对振动参数进行定量分析，再利用信息、计算机等技术，对检测结果做逻辑判断，最终以故障报告的形式，提供给检修人员。较好地解决了离心泵转子的故障诊断问题。从而为离心泵的高效、长寿命运转提供了保证。     

离心泵定常计算中叶轮转动位置的影响

利用ANSYS CFX11.0软件,采用标准k-ε湍流模式封闭雷诺应力项,选取6组不同的叶轮转动位置,分别在两种工况下,对离心泵内部流动进行三维定常湍流数值模拟,获取了离心泵内部流场结构,计算泵的扬程及效率.通过与外特性试验及非定常计算结果进行对比,分析了定常计算中,叶轮转动位置对离心泵外特性预测结果的影响.     

特低比转速离心式潜水电泵水力设计

在总结国内优秀水力模型基础上提出15≤ns≤30特低比转速离心式潜水电系设计方法和主要几何参数的选择原则．并给出ns＝15．8水力设计实例．     

离心泵转速对工作点参数的影响

利用离心泵特性曲线测定装置,在固定阀门开度下,通过改变离心泵的转速,测出不同阀门开度下系统管路的特性曲线;在固定转速下,通过改变系统管路阀门开度,测出不同转速下离心泵的特性曲线。绘制出所有特性曲线,找出泵的工作点。拟合出所有特性曲线的方程,统计分析出转速对泵工作点的流量、扬程和轴功率的影响。结果表明:当转速变化量为20 %时,流量与转速[qv1/qv2=k₁(n₁/n₂)]的比例系数k₁=0.96～1.52;扬程与转速[H₁/H₂=k₂(n₁/n₂)²]的关系式中k₂=0.81～1.56;轴功率与转速(N₁/N₂=k₃(n₁/n₂)³)的关系式中k₃=0.66～1.37。根据离心泵的比例定律,理论上k₁≈k₂≈k₃≈1,但实验证明,离心泵的比例定律系数在实际工作中变化范围较大,应予修正。讨论了实验条件下离心泵的适配管路,为离心泵在实际应用中节约能源和高效利用提供依据。     

全扬程离心泵的设计方法

推导了全扬程离心泵的约束方程组,给出了各主要几何参数的系数图表和选择方法,设计验证表明,所推导的约束方程是正确的,所给的设计系数是有效的,为全扬程离心泵的开发和研究打下了基础。     

螺旋离心泵

概括地介绍了目前国内外螺旋离心泵的研究状况,在泵的内部流动及性能方面介绍了设计工况下泵内流场的三元非粘性有限元和边界元计算结果,同时给出了设计工况和小流量工况下用油点法得到的叶轮表面的可视化照片,以及气泡和固体颗粒在叶轮内运动轨迹的计算结果,最后还介绍了泵的结构参数对泵性能的影响。     

离心泵全三维流场的大涡数值模拟

通过使用FLUENT软件的大涡模拟模型及多重参考坐标系，计算单级蜗壳式离心泵包括导入管、叶轮及泵壳在内的全三维湍流场．发现泵叶轮内各通道的流量、流速及压力等分布有显著差别，流动呈现明显的非对称性，泵内流动旋涡一般出现在叶轮叶片工作面上．文中还将泵性能的预测值与实测值作了对比，验证了计算结果的有效性．     

无过载超低比转速离心泵水力设计

在比转速n_s<30时通常不再设计成离心泵,因为泵效率较低,轴功率曲线太陡极易产生过载现象,笔者首次较详细地研究超低比转速离心泵的无过载设计方法,针对n_s=23微型离心泵,给出叶轮主要几何参数D_2、b_2、β_2、Z、φ的选取原则和叶片平面流道的绘型。文中还给出测试结果和性能曲线。研究表明;只要设计合理,n_s<30时完全可以设计成效率较高的无过载离心泵。     

天然气压缩机转子结垢成因探讨

对D10R9B型离心式压缩机转子结垢形成的机理进行了研究.D10R9B型离心式压缩机转子结垢,破坏了转子动平衡,使压缩机振动幅度超标,导致压缩机多次停机的事故.借助于气相色谱、X光衍射等分析手段,对原料气和积垢样品的组成进行了分析,结果发现,造成压缩机转子结垢主要有两大类固体物质:一类是无机硫化合物、铁氧化物,一类是矿物"粉尘".研究表明:压缩机转子结垢形成的主要原因是铁的氧化物(FexOy)和硫化物(FenSm)的存在.根据研究结果,提出了减振处理建议.