离心压缩机闭式叶轮晶粒黏着失谐动力特性研究

基于铵盐结晶在叶轮流道内非均匀分布形成的失谐,使用有限元方法,计算了失谐叶轮的固有频率和动力响应,并与协调叶轮固有频率和动力响应进行对比,提取振动特征量计算了模态局部化因子和振动局部化因子,研究了这一类不同程度的失谐对叶轮模态特性和动力响应特性造成的影响。     

应用LabVIEW开发非接触式压缩机叶片模态测试系统

为了克服接触式模态测试方法中被测对象质量被改变以及敲击测试中随机因素造成的漏频问题,本文以非接触式电磁激振和激光拾振的方式应用Lab VIEW开发一套非接触式压缩机叶片模态测试系统。通过对该系统测得的实验结果与比利时LMS模态分析软件测得的实验结果进行对比,结果表明本系统可以更准确地测试出叶片的模态参数,针对文中的测试对象,最高测试频率达到11 000Hz。该系统基于稳态信号进行测试,理论上测得的结果更为准确,且具备操作简单、功能实用、无随机因素影响、可重复性强和无漏频等优势。     

离心压缩机叶轮尾流激振载荷特性对动应力的影响

阐述叶轮尾流激振机理及尾流激振引起的振动应力的计算方法。通过对非定常CFD计算结果处理得到叶轮气动载荷特性,并详细分析了叶轮通过频率载荷幅值与相位分布。利用完全载荷模型进行叶轮动应力计算。将完全载荷模型得到的动应力结果与简化相位分布的载荷模型、简化幅值与相位分布的载荷模型得到的动应力结果进行比较,分析简化模型的不足。可为叶轮设计中动应力的准确预估和叶轮疲劳破坏机理的研究提供参考。     

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。     

有利于齿轮组装式压缩机转子稳定的一种密封结构——叶轮端面密封

随着齿轮组装式压缩机的高参数化发展方向,转子系统的稳定性问题越来越明显,甚至成为制约离心压缩机设计的关键。常规提高转子稳定性的手段：增加转子的刚性,随之而来可能由于转子的临界转速过高,与工作转速之间的隔离裕度不能满足相关标准的要求;密封采用反旋流技术,但效果有限。与传统的迷宫密封相比,叶轮端面密封可以大大降低气流失稳力的大小。叶轮端面密封通过改变密封的布置形式,由轴向变为径向,消除了气流对于转子的失稳作用力,提高了转子的稳定性。本文中提到了某二氧化碳机组,分别采用迷宫密封和端面密封,经计算,端面密封的交叉耦合刚度仅为迷宫密封的10%左右(交叉耦合刚度可表征气流失稳力的大小),转子也由失稳转子变为稳定转子。     

预紧力失谐对拉杆转子稳态响应的影响规律研究

为探究预紧力失谐对考虑等效接触层的拉杆转子稳态响应的影响,在预应力模态分析基础上,对多级拉杆转子进行正弦激励力作用下的谐响应分析,并通过各响应输出结果得到在一定激励频率范围内的响应振幅变化规律。研究表明：在200～1220Hz范围内,频率-振幅曲线存在320Hz和1160Hz两个波峰,且随预紧力失谐程度的增加,第一波峰对应峰值在预紧力0%～15%失谐范围内逐渐变大,在预紧力15%～25%失谐范围内逐渐降低;而第二波峰对应峰值在预紧力0%～25%失谐范围内则基本呈现增大趋势。同时,结合预应力模态分析结果及谐响应结果可知,系统固有频率对预紧力失谐的敏感度明显低于系统稳态响应对预紧力失谐的敏感度。     

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。     

转子-叶片系统固有特性分析及试验研究

针对转子-叶片系统,采用能量法和集中质量法,建立了转子-叶片系统弯扭耦合运动微分方程,并在模型中考虑了叶片的截面特性、科氏力效应、离心刚化和旋转软化,还包括了转子的陀螺效应。通过对特征方程的计算,得到了系统的Campbell图。文中搭建了转子-叶片模态测试系统,通过测试结果与仿真结果的对比,验证了本文模型的正确性。本文还分析了圆盘半径对系统固有频率的影响,结果表明随着圆盘半径的变化,会出现频率转换现象。并且圆盘半径对轴扭转固有频率会产生一种软化作用,这种作用会随转速升高而变得更加明显。     

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。     

基于主动喷射控制的反旋流密封静力与动力特性研究

反旋流喷射时间与喷射位置对密封静力与动力特性有较大影响,建立反旋流密封主动喷射控制数值模型,研究压比、预旋比对密封静力与动力特性的影响,分析反旋流主动喷射控制时压力与流速分布,从气流力做功角度揭示反旋流密封抑振机理。结果表明:增大转子涡动角可降低反旋流密封下游密封腔周向压差,提高转子稳定性;反旋流近转子轴心径向喷射对密封有效刚度影响较大,反旋流于转子涡动上游切向喷射可降低交叉刚度、提高有效阻尼,且压比越高、预旋比越大,反旋流对密封稳定性优化效果越显著,但会导致泄漏量增加。最高参数下,反旋流近转子轴心喷射比远转子轴心喷射耗散密封系统的能量高4.61%,切向喷射时于转子涡动上游喷射比位于涡动下游喷射耗散能量高3.30%,转子涡动角相同时,反旋流切向喷射较径向喷射能量耗散更显著。