多级离心泵转子的流固耦合特性及试验分析.pdf

《多级离心泵转子的流固耦合特性及试验分析.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、10FLUIDMACHINERYVo1．43，No．7，2015文章编号：1005—0329(2015)07—0010—06多级离心泵转子的流固耦合特性及试验分析王其磊，陈国栋(1．中国人民武装警察部队学院，河北廊坊065000；2浙江省金华消防支队，浙江金华321000)摘要：针对高功率密度液体多级离心泵的高速化发展带来的流固耦合及临界转速等问题，根据流固耦合计算方法，并应用Ansys软件系统对流场网格进行划分和边界条件设定，然后进行数值模拟计算。计算结果表明：首级叶轮到后部末级叶轮应力、应变和变形呈增大趋势，这符合多级泵叶轮受力分布的实际情况，流固耦合相对于重力来说发挥了更显著的作用。

2、可以看出流固耦合后转子固有频率降低，并且阶数越高，下降幅度越大，旋转软化效应对第一阶弯振影响较小，而对二、三、四阶的影响逐渐增强，且随转速均匀增加，弯振频率均匀变化。试验测试结果与仿真结果具有较好的一致性，反映了仿真数据的正确性。关键词：多级离心泵；流固耦合；临界转速；固有频率中图分类号：TH311文献标志码：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前言到人们的关注J。并且随着对泵扬程要求不断提高，多级离心泵必然要跨越临界转速，为了确保随着高功率密度液体多级离心泵的高速化发临界转速平稳过渡，并且确保泵的振动水平降到展(离心泵的流量是由叶轮的通道面积与其叶片最低以提高泵的使用寿命，因此有效地对泵体的的角度：及其圆周速度决定的。多级离心泵对转子动力学及流固耦合特性研究具有重要意液体的离心力成正比增加，多级离心泵的压力也义。刘厚林等利用双向流固耦合的方法对叶成正