振动分析在离心泵空化监测中的应用

摘要：通过安装在不同测点位置的加速度传感器获取了离心泵的空化信号,利用时域和频域分析手段进一步探索离心泵空化的特点和规律。实验结果表明：位于泵壳上的测点B对空化更加敏感,更适宜作为空化监测点;空化前后,振动信号呈现出了先增大又逐渐减小的趋势,且在6kHz和8kHz出现明显的峰值; 5~8 kHz和8~12 kHz频带振动加速度级以及5~12 kHz宽带振动加速度级在空化后都有10dB左右的增大,能够明显的反映出空化的变化趋势,可以作为空化监测的特征量。     

输流管道的流体诱发振动稳定性分析

考虑内、外部流体的联合作用,研究输流管道的流体诱发振动稳定性。将外部流体的作用简化为涡激升力,利用Kane方法建立输流管道的二维非线性涡激振动方程。将动力学方程在平衡位置附近线性化,进行输流管道的稳定性分析。探讨不同内外流流速、外部流体的粘滞力系数、管道跨度以及内外流联合作用对管道稳定性的影响。研究结果表明,非线性涡激振动模型更真实地反映输流管道的流体诱发振动稳定性,在内流和管道跨度的影响下,发生耦合模态颤振现象;外部流体粘滞力系数的变化对管道的动力特性有明显的影响;在内外部流体的联合作用下管道的振动特性与各因素单独作用时明显不同。     

螺旋离心泵转子系统动态响应数值分析

为研究螺旋离心泵转子对流固耦合作用的动态响应信息,以ZJ200-25型双叶片螺旋离心泵为研究对象,利用CFD软件CFX12.1和有限元软件ANSYS Workbench对其进行了考虑流场变载荷和结构相互作用的两场交替联合求解。得到转子受到的激励力以及位移响应频谱特点,结果表明：叶轮受到流场变载荷激励,发生了弯曲及拉伸振动;叶轮径向位移随流量增大而减小,其主频率与径向力主频率同为48.3Hz,轴向力以低频随机波动为主,但轴向位移仅在200Hz以内有较明显的响应,且振幅随频率增加而减小;叶轮质心位移在低阶频率处的振幅不高,高阶频率的振幅逐渐减小,轴向及径向位移均没有振幅过大的情况出现,说明螺旋离心泵转子正常工作时未发生共振,稳定性良好。本文研究结果对螺旋离心泵转子系统的设计改良及振动分析具有一定的参考意义。     

带诱导轮高速离心泵流动诱导振动数值分析

基于SST k-ω湍流模型封闭三维Navier-Stokes方程,对某带诱导轮高速离心泵内部流场进行了三维非定常数值计算,并借助计算机辅助工程(CAE)多物理场协同仿真平台ANSYS Workbench12.0,采用单向流固耦合方法对叶轮转子系统进行瞬态动力学计算,分析了带诱导轮高速离心泵的流动诱导振动特性。计算结果表明：流体载荷预应力对转子固有频率的影响不大,转子系统应力随流量增加而变大,且应力最大的位置在叶轮与泵轴结合处;诱导轮顶部的振动位移呈周期性变化,且波动在垂直方向大于水平方向,主频为诱导轮叶片通过频率(267Hz);轴承约束面处各向振动均衡,主频为轴频的3倍(379Hz)。     

双分裂导线尾流诱发振荡数值模拟研究

利用Fluent流体动力学软件模拟双分裂导线绕流场,计算两根子导线的空气动力系数,得到背风侧子导线的升力系数和阻力系数随其与迎风侧子导线相对位置的变化规律。进而利用ABAQUS软件模拟典型双分裂线路段的尾流诱发振荡过程,获得两根子导线的运动轨迹、振动幅值和频率特征。结果表明,两子导线的位移相位相反,运动轨迹近似为水平椭圆,与现场观测一致。模拟分析了间隔棒等间距和非等间距排布方式下双分裂导线尾流诱发振荡的特征。     

离散磨介群动力学特性数值分析

针对振动磨机研究开发方面存在两种不同的认识,该文依据振动磨机离散磨介群动力学基本方程式对两种极端情况下,即仅考虑正向挤压和仅考虑侧向剪切的磨机运行状况进行了推导。在此基础上,应用MATLAB软件在给定基本参数条件下进行数值计算和分析,其结论对实际磨机的研究与开发具有一定的指导意义。     

流体绕流不同方向振动圆柱换热特性数值分析

基于Fluent动网格及UDF编程技术对二维流场中振动圆柱的换热特性进行了研究,分析了来流速度及圆柱振动方向对其换热特性的影响。数值计算结果表明,相比于静止圆柱换热,当圆柱的最大振动速度远大于来流速度时,其振动强化传热效果显著;随着流速的增大,振动圆柱的强化传热效果降低,当流速为圆柱最大振动速度的4倍时,圆柱传热效果仅增强1.2%。另外,对相等流速下的圆柱沿不同方向的振动换热特性研究表明,振动方向对圆柱强化换热的影响不显著。     

离心泵作透平流体诱发外场噪声特性及贡献分析

以某离心泵作透平为研究对象,对流体诱发的外场噪声特性进行了数值计算和试验研究。在典型流量下,采用雷诺时均方法获取壁面偶极子声源,并利用FEM/AML方法求解出叶轮和壳体偶极子源作用的流动噪声,基于声振耦合法计算出流体激励结构振动产生的外场流激噪声,分析不同性质噪声源的频谱特性,同时评估外场声源在各个频段下的贡献量。借助模态试验对透平壳体结构的模态参数进行了识别。结果表明,计算与试验振型近似,固有频率平均相对误差小于4.60%。结构的影响使得外场五阶叶频处声压最高,二阶叶频处次之。壳体偶极子作用的流激噪声对外场噪声的贡献最大,其次是壳体偶极子作用的流动噪声,叶轮偶极子作用的流激噪声对外场噪声贡献最小。研究结果为低噪声叶轮机械设计提供了一定的参考。     

叶轮时序对多级泵振动特性影响的试验测试

叶轮时序效应对于旋转机械的振动性能有着重要的影响。以实验测试研究了叶轮时序效应对一台五级离心泵振动特性的影响。采用正交设计方法设计了8个实验方案,在多级泵5个不同位置进行振动特性的测量,包括进口轴向、进口出口的水平和垂直方向。结果表明,时序效应对多级泵水平方向上振动的影响大于垂直方向上振动的影响,所有测点的振动谐频都位于1×fn、2×fn、3×fn和4×fn。叶轮时序效应对每个谐频幅值都存在重要的影响,在不同的方案下,1×fn、2×fn、3×fn和4×fn上幅值的最大变化可达17.7%、10.0%、33.2%和47.4%。对比各方案,发现调整第二和第三泵级叶轮的时序位置,可以获得较好的整泵振动特性。     

旁通装置控制离心泵空化特性的数值模拟与试验

为了研究旁通水路对离心泵空化性能的影响规律,以一台比转速为32的低比转速离心泵为研究对象,在蜗壳第八断面靠进口侧位置处至吸入段搭建一旁通管路.采用修正的SST k-ω湍流模型和Kubota空化模型,在不同空化数下,对原型泵和带有旁通水路的离心泵进行三维非定常数值模拟,并同试验结果进行对比.结果表明:低比转速离心泵在搭建...     

声振耦合作用下叶片出口斜切对离心泵噪声的研究

为研究声振耦合作用下叶片斜切对离心泵内外声场的影响,以一台比转速n_s=67的离心泵为研究对象,在保证叶轮前后盖板和蜗壳几何参数不变的情况下,只对叶片出口边进行斜切,同时基于RNG k-ε湍流模型和声学边界元/有限元（BEM/FEM）方法分别对离心泵进行全流场和声场计算。研究结果表明,对叶片出口边进行斜切,隔舌附近处压力脉动波动会呈现一定的周期性,叶轮出口的流场波动以及离心泵内外声场声压级都会随着斜切角度的增大而逐渐减小,内外声场声压级都在叶频处达到最大,随着频率的增大,声压级衰减程度增加,外声场声压级最大值主要集中在离心泵出口右上方附近。综合考虑离心泵能量性能和流场噪声,当叶片出口斜切角度为30°时,离心泵综合性能最佳。     

恒压式径向柱塞泵定子的位移振动特性分析

恒压式径向柱塞泵的工作状态可分为恒流状态和恒压状态,而定子在这两个工作状态下表现出不同的振动频率特性.首先建立了径向柱塞泵定子的动力学模型,然后对其在两个状态下的位移振动频率特性进行分析,并设计振动测试装置对JB32H型径向柱塞泵定子的进行振动试验研究.分析及试验结果表明:无论在恒流状态还是在恒压状态,定子振动具有周期性;由于恒压控制系统的作用,恒压状态下的位移振动频带要比恒流状态下的位移振动频带窄;在恒压状态的频带范围内,恒流状态下的幅值要小于恒压状态下的幅值.研究的结果有助于柱塞泵的振动噪声控制.     

输液管道流固耦合振动的数值分析

摘 要：采用特征线法对输液管道流固耦合振动问题进行了数值分析研究。数值分析采用14-方程模型,为了提高数值分析精度,对传统特征线法进行了改进;给出了时间步长Dt和管道分段数N的确定条件,提出了自适应网格加密的方法来修正空间步长Dz以便更好地捕捉边界处液体压力的波动。对一典型液压系统的耦合振动响应进行了数值仿真,数值结果与实验结果吻合较好,证明了本文方法的正确性和有效性。     

用于离心式高温热泵机组研发的模拟模型

为了对所设计的高温热泵机组中各设备进行合理匹配,建立其稳态模拟模型。该模型包括关键部件的子模型:带有经济器的双级离心式压缩机、卧式壳管式冷凝器、浮球膨胀阀、满液式蒸发器和回热器。在模拟算法的设计中,将模块化方法与二分法相结合,所需输入参数易于为设计者所获得,且不会限制系统的运行。利用该模型,对高温热泵进行初步设计;经过多方案比较,确定各换热器的结构参数,并预测该系统的性能和运行参数。     

利用引射结构提高离心泵的汽蚀

 提出在普通转速离心泵的入口处或高速离心泵的前置诱导轮前增加引射装置来提高泵的汽蚀性能，给出单孔喷嘴轴向直引射和环形多喷嘴轴向斜引射两种引射装置的结构示意图．探讨了引射装置设计的理论基础及优化设计的目标，指出采用引射装置是提高泵汽蚀性能的新方法．