锥形间隙对袋型阻尼密封气流力影响机制研究

为探讨锥形间隙对袋型阻尼密封气流力的影响,建立锥形间隙袋型阻尼密封数值求解模型,研究进出口压比、偏心率、转速及锥形度对袋型阻尼密封气流力的影响;设计密封气流力实验台,分析在不同进出口压比及偏心率下锥形间隙袋型阻尼密封气流力的大小;通过密封压力分布规律揭示锥形间隙对袋型阻尼密封气流力的影响机制。研究结果表明:随着进出口压比,偏心率的增大,密封周向楔形间隙内流体动压效应增强,收敛间隙袋型阻尼密封与等间隙袋型阻尼密封的径向气流力增大,发散间隙袋型阻尼密封径向气流力绝对值增大。当转速为0时,密封切向气流力为0,随着转速的提高,密封的切向气流力逐渐增大,密封间隙内气流的周向流动是形成切向气流力的主要原因。收敛间隙袋型阻尼密封沿气流流动方向,密封径向间隙不断减小,气体的聚集使得密封腔中压力升高,径向压差增大,从而产生较大的径向气流力。     

离心压缩机叶轮过盈接触及传递扭矩研究

本文针对某离心压缩机叶轮,详细开展了基于有限元方法的非线性接触分析。深入研究了在离心载荷作用下过盈量和最大Von Mises应力、接触压力以及传递扭矩的关系,并根据叶轮做功传递扭矩的要求,给出了叶轮与轴之间适宜过盈量的设计建议和旋转松脱的甄别方法。     

锅炉给水泵定子模态分析与结构优化

针对锅炉给水泵的定子进行动力特性分析,确定相关联的激振频率。根据干涉图谱检查,发现1阶频率干涉情况。依照结构动力学以及结构优化理论,确定针对吸入接管的支撑刚度进行补强。对补强的支撑筋结构进行参数化建模,明确优化参量和目标。采用中心复合设计型响应面法开展结构优化分析,根据9个试验点拟合出响应面,并根据频率最优点的相关参量进行复核计算,确定所得到优化点的结果可信。通过优化,锅炉给水泵的1阶干涉频率提升了13%,避免了与激励频率干涉情况。     

柔性支承下的大型离心压缩机转子振动特性

支承刚度对转子系统的动力学特性具有重要影响。针对大型离心压缩机转子在高速平衡条件下和实际运行工况下的支承刚度差异导致的振动问题开展研究。由于高速动平衡机的摆架刚度较低,使得一些大型离心压缩机的轴承油膜刚度与支承刚度几乎相当,导致2阶弯曲临界转速大幅降低,从而使得转子振动超标,高速动平衡难以满足标准要求。结合实际案例分别进行不考虑支承刚度及带有动平衡机摆架刚度的转子动力学分析,并对轴承瓦块、轴承座、机壳、底座进行有限元分析,获得压缩机转子的基础刚度。结果表明,考虑支承刚度的转子2阶临界转速出现了11.1%～18.3%的下降,1阶临界仅下降3.6%～7.3%,与高速动平衡试验结果吻合较好,实际支承刚度因大于轴承刚度3.5倍,机械运转试验显示1阶临界、2阶临界转速未有实质性下降,且振动满足API617标准要求,与不考虑支承刚度的转子动力学分析结果基本一致。     

ANSYS在多列往复压缩机轴系扭振分析中的应用

随着石油化工流程规模的不断扩大,往复压缩机向超大型多列方向发展。压缩机列数的增加,导致轴系扭转固有频率降低,轴系出现扭转振动的可能性变大;经验表明,研制6列以上大型往复压缩机,必须进行轴系扭振分析。有限元技术的发展,为压缩机轴系的动力分析提供了新的解决方案。以6M50型往复压缩机为分析对象,利用ANSYS软件对轴系进行了静力分析、模态分析和动态响应分析。结果表明,该分析技术可以全面系统地分析轴系各项动力特性,可以直观准确地获得轴系不同部位、不同时刻的应力分布,为大型往复压缩机轴系设计提供可靠的理论依据。     

混沌与噪声信号的谐波小波分析

研究周期信号的理想工具为Fourier变换。但对于非周期信号,需要一种具有良好时频特性的函数基来进行分解,Fourier变换所用的三角函数基不能满足此要求。而近些年提出的小波函数很好地解决了非周期信号的时频分解问题。混沌信号与噪声之间差别过于微小,人们在工作和实验中常常将他们混淆。在本文中通过对混沌信号与噪声进行谐波小波分析,最后根据分解结果,可从时频特性方面对混沌与噪声的差别作进一步说明。     

反旋流对密封静力与动力特性影响的理论与试验研究

设计加工无/有反旋流共4种密封结构,从理论与实验两个方面研究反旋流对密封静力与动力特性的影响规律。建立反旋流密封静力特性CFD模型,理论分析反旋流对密封间隙流体切向速度、周向压力分布以及泄漏特性的影响;设计搭建反旋流密封动力特性试验台,试验测试无/有反旋流密封的泄漏特性,应用不平衡同频激励法试验研究反旋流对密封动力特性的影响。研究结果表明:反旋流可减小密封间隙流体的切向速度,进而降低密封间隙流体的周向压力差,且密封间隙流体周向压差随切向速度的减小而降低,这是反旋流抑制密封气流激振力的主要原因;密封的泄漏量随进出口压比的增加而增大,两者近似呈线性关系;与无反旋流密封相比,反旋流密封增加了密封的泄漏量,且随着进出口压比的增加,两者泄漏量差异增大;密封的动力特性系数的随密封进出口压比与转速的增加而增大。在相同工况下,主刚度大于交叉刚度约一个数量级,主阻尼与交叉阻尼数量级相同,且主阻尼大于交叉阻尼;反旋流可有效降低密封的等效刚度,增加密封的等效阻尼,提高密封的稳定性。     

声致薄壁管道破坏抑制机理及实验研究

本文将Helmholtz共振吸声结构应用于压缩机降噪与振动控制中,研究了共振吸声阵列结构的设计理论,并设计和加工了相应的扩压器和管道实验器。通过多方案的对比实验,验证了设计理论的正确性和实验器的有效性。研究发现,Helmholtz吸声阵列结构对管道高频振动起到很好的抑制作用,且几乎不影响压缩机的工作效率。对高频宽范围内噪声起到了很好的消减作用,可以对声致破坏进行有效治理。最高可降低声压级约26d B,最低也在7d B左右,平均声压级可降低约10d B。     

应用谐波小波滤波识别转子系统临界转速

介绍了谐波小波分析及其滤波方法，并运用该方法对转子系统振动信号进行分析，提取信号特征，识别转子临界转速。实践表明，该识别方法具有较的工程实用价值。     

时间序列分维数用于非线性模型临界参数的识别

分形、分岔和混沌作为三种常见的非线性现象,它们之间是否存在什么联系？为了探索此问题,本文通过对一经典倍周期分岔模型─—Ｍａｙ模型及ＤＵｆｆｉｎｇ方程的研究,得出利用随参数变化的时间序列分维数图,可以很好地识别非线性模型从确定性状态到分岔或混沌状态的临界参数点或区域。