沉降离心机双转子系统整机平衡的研究与实践

从过去把沉降离心机内、外转子的振动信号进行分离，并对外转子系统进行全速的整机平衡；到今天，又在此基础上，对内转子螺旋体实行整机的全速动平衡，使沉降离心机双转子系统的整机平衡上了一个新的台阶。其意义是：在现阶段，整机平衡的完整技术成为解决长径比大，分离因数高的沉降离心机的振动问题的一个有效的方法和手段。     

离心机转子——支承系统振动故障诊断方法研究

离心机转子支承系统的故障诊断问题是回转机械安全运行与维护管理的重要课题。转子系统发生故障,大多表现为振动的增大。振动是高速转子系统故障的动力响应特征。本文根据离心机转子支承系统的振动特征,研究了一种转子系统振动故障诊断的特征分析方法,在实践中是行之有效的方法。     

高速卧螺离心机动力性能优化

对高速卧螺离心机螺旋-转鼓双转子结构做适当简化,在ANSYS有限元平台上建立有限元模型,计算得到双转子结构的临界转速及其振型。通过分析双转子固有频率随转速的变化,得出陀螺力矩对双转子固有频率的影响很小;通过分析双转子的一阶临界转速与二阶临界转速对应的振型,提出了减小差速器的质量和外伸长度来提高系统的一阶临界转速,增加小端主轴承的刚度来提高二阶临界转速。     

基于流固耦合的大型卧螺离心机数值模拟及实验研究

采用ANSYS软件建立了卧螺离心机整机的流固耦合有限元模型,并通过流固耦合数值模拟分析得到了卧螺离心机负载工况下的滞后量、离心液压随转速变化关系以及转子系的真实应力状态。结果表明,离心机内部流场最大压力位于进料分布器出口段的转鼓内壁面处,转子系最大位移发生在螺旋输送器中部、最大应力位于螺旋叶片根部与螺旋筒体连接处,在正常工况下均满足强度、刚度要求;振动测试试验得到的临界转速与数值模拟结果相一致,验证了有限元模拟的准确性,并针对卧螺离心机独特的双转子结构提出测定副临界转速来推算临界转速的方法。     

高速多级离心泵转轴系统横向固有频率分析

将多级离心泵转子简化为受有轴向力的转轴模型,用理论方法求解其横向固有频率;并应用有限元法,建立梁和质点单元的多级离心泵转轴模型,对转轴进行有预应力模态分析,求解转轴的前五阶弯振频率,并利用邓克莱法求得转子模型的一阶固有频率,与有限元结果比较。结果表明轴向压力使转子系统固有频率降低,轴向拉力使转子系统固有频率增加,且轴向力对转子系统低阶固有频率影响较大,对高阶频率影响不显著。     

固体、粉体激振力对离心机转子振动的影响

分析了离心机转子不平衡量的产生机理、作用形式和平衡方法,研究了轴系动平衡控制技术,开展了不同配重的固体、粉体激振力对离心机转子振动的试验研究。结果表明:对于本结构离心机,随着转速的提高振幅逐渐增大并出现多个峰值,轴向不平衡响应远大于径向,在500r/min附近出现振动位移峰-峰值;粉体不平衡载荷激起的振动幅值略低于固体不平衡载荷振动幅值。最后,提出了改进转子和转盘连接方式以及通过轴承约束轴向跳动控制总体振动位移的改进方案。     

卧式悬臂离心机转鼓的整机动平衡

提出了现场平衡卧式离心机转鼓的简易方法 ,对这类宽转子用单校正面平衡进行了可行性分析 ,给出了若干整机平衡的实例 ,取得了令人满意的结果     

进口入射角对卧螺离心机内流场的影响

利用Solidworks软件对卧螺离心机螺旋流道内流体进行三维建模,结合CFD软件后处理fluent选用RNG k-ε湍流模型与多重参考系(MRF)模型,选取4种进口入射角对离心机内固液两相流进行模拟仿真。仿真表明:进口入射角为30°时,进料口向卧螺离心机内输送污泥对整个流体流场扰动较小,且出渣口污泥含水率较低。模拟仿真所采用的计算模型基本符合卧螺离心机内部的实际流动情况,结果为进一步研究离心机特征参数对其分离效果的影响和结构优化提供了理论依据。     

双转子耦合系统低速动平衡实验研究

航空发动机双转子系统由内外转子通过中介轴承连接而成,由于中介轴承的耦合作用,双转子系统不平衡响应较为复杂。有些时候航空发动机内外单转子动平衡合格,但安装试车后仍发生整机不平衡振动故障问题,为此开展了双转子耦合系统低速动平衡实验研究。实验对比了针对双转子系统的两种低速动平衡方式:(1)在硬支撑平衡机上分别对内、外转子进行单独低速动平衡,将内、外转子装配成双转子结构后不再做动平衡;(2)不对内、外转子分别做单独低速动平衡,在双转子耦合状态下对内转子做低速动平衡。实验结果表明,双转子耦合低速动平衡效果比内、外转子分别单独做低速动平衡效果更好。     

双转子临界转数系统建模与方程的建立

在工程转子动力学分析中,为了更好地耦合多个转子系统,通常将系统内部粘性阻尼、陀螺力矩、滞后阻尼和横向剪切变形等因素考虑到有限元模型的建立当中。本文通过有限元单法建立转子轴承系统的动力学模型,进行了双转子系统运动方程的推导。     

卧螺离心机用于盐泥固液分离时转鼓转速对流场特性的影响

对矿井采卤制盐工艺产生的盐泥使用卧螺离心机进行固液分离,应用计算流体力学软件Fluent,基于多相流Eulerian模型、RNG k-ε湍流模型及多重参考系（MRF）方法,对卧螺离心机流体域进行三维数值模拟,采用仿真与实验相结合的方式,研究了转鼓转速与分离特性的关系,结果表明：卧螺离心机在考虑螺旋叶片情况下比忽略螺旋叶片时切向速度滞后系数有明显提升;提出修正离心液压的概念,通过该理论数值证明分离液静压值与理论值的误差源于切向速度的滞后;当转鼓转速达3000r/min以上继续提高时,沉渣固相质量分数不会随之继续增大;分离液中固相微粒的沉降速度随转速增大会小幅均匀增大;实验表明卧螺离心机用于高浓度卤水高速离心时,将在径向产生一定程度的NaCl浓度梯度,溶质浓度在分离液外层较高,内层较低。     

三相卧螺离心机设计分析及结构参数对分离效果的影响

首先提出了用于油水砂分离的三相螺旋沉降式离心机两种结构模型。通过CFD数值计算发现,带有轴向管法兰的三相卧螺离心机结构模型存在一定的缺陷,即管法兰上有堵砂的情况出现且分离效率较低。通过改进设计,可调溢流挡板的三相卧螺离心机结构模型是可取的。该模型有较高的油相回收率,且固相也相对较干燥,适用于油水固三相分离。该模型还具有水与油砂分离、油水与砂分离或油与水砂分离等几种不同的排液方式。对此三相卧螺离心机加工制造,搭建实验平台,通过实验研究发现,此种结构的三相卧螺离心机对油相的分离效率较高,挡板圆弧中心到转鼓中心轴的距离对分离效率有着不同的影响。     

有限元法在卧螺离心机转鼓强度分析上的应用

有限元法作为离心机强度计算的数值分析方法,相对于传统的强度计算方法有着显著的优越性。对有限元法在卧螺离心机转鼓强度分析上的应用进行了总结,对用有限元法分析转鼓强度时应重点考虑的问题进行了讨论,并对其在卧螺离心机设计中的更多应用进行了展望。     

卧螺离心机设计选型中应注意的几个问题

介绍了卧螺离心机污泥脱水系统的组成及其整体集成性能,并结合调试和应用经验,对卧螺离心机设计选型中应注意的一些问题如工艺管线的布置、离心机处理能力的确定、离心机进泥浓度的确定、絮凝剂投加点的确定、配套液位测量仪表的选用等问题进行探讨,希望在污水处理厂在离心机的应用上取得更良好的效果。     

基于分离效率的卧螺离心机CFD分析

从分离效率的角度对卧式螺旋卸料离心机转鼓内的流场进行数值分析.通过剖析推料螺旋与转鼓溢流堰的结构特点可知,转鼓内流体在轴向为薄层流动,在径向由于涡流产生向内流动导致颗粒上浮,这两者对离心机分离效率有决定性的影响.结合CFD数值分析和颗粒的Stokes沉降运动关系,提出将薄层流动与上浮临界粒度应用于离心机分离能力计算的理论和方法.文章通过定义沉降粒度和上浮临界粒度,进一步把分离能力计算与分离效率相关联,使该方法更接近离心机分离工艺的实际情况.通过对工业中典型离心机进行实例计算,证明了该方法的可行性和准确性.     

卧螺离心机内盐析流场的CFD-PBM耦合计算

目前对卧螺离心机内部流场的数值模拟大多采用传统欧拉模型,考虑其内部伴有盐析等固相粒子微观行为过程的研究少有报道。本文应用计算流体力学软件Fluent,基于群体平衡模型与多相流Eulerian模型、RNG k-ε模型耦合方法,对卧螺离心机内部盐析两相流场进行三维数值模拟,通过仿真与实验相结合的方式,得到卧螺离心机内盐析流场的晶体颗粒粒径分布、组分数分布和浓度分布及其变化规律,初步揭示了卧螺离心机内伴有盐析的流场晶体颗粒分布特性。研究结果表明：卧螺离心机内盐析晶体粒径的分布随液环半径的增大而增大,螺旋叶片正壁面粒径明显较背面大,从排液端至排渣端的晶体粒径分布有整体逐渐变大的轴向粒径梯度;流道内晶体粒径随转鼓转速的增大而减小,随进口固相体积分数的增大而增大;大粒径晶体的组分数在液环外侧及螺旋叶片正面附近相对较大,而中、小粒径晶体组分数的分布规律则与之相反;盐析颗粒浓度在液环外侧较高且分布均匀,且随转鼓转速的提高而提高,PBM模型与Euler模型计算结果有一定的相似与差异。     

卧螺式浮渣分离离心机两相数值模拟

传统的卧式螺旋卸料离心机只能分离沉渣,不能分离浮渣。本文对一种分离轻质固体浮渣的卧螺离心机进行两相数值模拟研究,使用Pro-E软件建立三维模型,应用计算流体力学软件Fluent,基于Euler多相流模型,采用RNG k-ε湍流模型及多重参考系(MRF)方法,模拟分析了这种卧螺离心机内的固液两相体积分数分布以及操作参数和物性参数对流场和分离性能的影响。模拟结果表明:此卧螺离心机适用于高浓度、中粗粒子的分离;流体沉降分层比较明显,水在液池的外层,浮渣在内层;转速差总体上对分离性能影响不大,但不能过低或是过高,保持在30~70r/min是比较好的选择;进料浓度增加,颗粒沉降速度降低,分离效率会下降;小颗粒沉降速度底且易"反混"而分离性能差,较大颗粒沉降速度高,分离性能明显高于小粒径颗粒。     

卧螺离心机生产能力的FCPS理论

针对卧式螺旋卸料沉降离心机∑理论计算生产能力与实际结果偏离较大的问题,提出上浮临界粒度(FCPS)理论,认为离心机转鼓内流体径向流速对沉降分离有显著影响,应用计算流体动力学(CFD)方法和软件FLUENT,分析转鼓内流场,求解出流场轴向速度和径向速度,进一步通过分析颗粒运动来建立生产能力计算模型。初步应用该模型进行了离心机实例计算,显示计算结果与离心机运行结果有较高的吻合度,证明该模型比传统的∑理论更符合实际。FCPS理论有进一步研究价值。     

卧式螺旋卸料离心机研究的回顾与展望

卧式螺旋卸料离心机一种高效的离心分离设备,广泛应用于石油化工等多个行业,具有单机处理能力强、分离质量高、操作连续方便、占地面积小以及维护费用低等优点,在离心机领域一直占有特殊的地位。随着工业的发展,卧式螺旋卸料离心机日臻高参数、大型化,同时低能耗、小污染、高利用的提出使卧式螺旋卸料离心机的稳定性和可靠性面临新的挑战。本文简述了卧式螺旋卸料离心机的主要结构及工作原理,回顾了卧式螺旋卸料离心机发展历史。在此基础上总结了卧式螺旋卸料离心机在结构强度、动力学特性、减振技术、动平衡技术、流体动力学等方面的研究进展,综述了应用有限元法研究卧式螺旋卸料离心机的最新成果,最后讨论了该类离心机的研究方向和发展前景。