离心泵口环间隙流动特性的数值模拟

[目的]在开展离心泵的结构设计和性能研究时,往往易忽略口环间隙的影响。口环间隙不仅将改变离心泵的外特性,还将影响其流场分布,故需深入分析离心泵口环间隙的流动特性。[方法]以某型中比转速的立式离心泵作为研究对象,采用ANSYS CFX开展仿真模拟,分析不同口环间隙(0,0.5,0.7,1.06 mm)对离心泵外特性、压力分布和速度分布的影响。[结果]结果表明:不同口环间隙下,离心泵外特性的仿真结果与实验数据基本一致,两者的相对误差小于5%(1.06 mm间隙除外),验证了数值仿真方法的可信度;随着口环间隙的增加,在设计工况下,离心泵的扬程约下降20%,效率约下降19%;小间隙处的叶轮前、后盖板局部压强有所增加,大间隙处的整体压强有所下降,叶轮盖板的径向压强呈不对称分布;口环间隙导致流体内部的湍流紊乱,而离心泵进口和出口处的压强和速度均呈现出不均匀的渐进梯度分布。[结论]研究成果可为离心泵的结构设计和流场特性分析提供参考。     

蜗壳截面形状对舰用离心泵性能特性的影响

为研究蜗壳截面形状对舰用离心泵性能的影响作为后续研究舰用离心泵噪声振动特性的理论依据，在蜗壳基圆、各断面面积、隔舌螺旋角、隔舌安放角和蜗壳出口面积相同的情况下，改变蜗壳截面形状，分别设计A型、B型和C型蜗壳。对3种蜗壳型式离心泵进行数值计算。结果表明，3种型式蜗壳离心泵的外特性变化趋势基本一致。小流量工况的A型蜗壳离心泵效率略小，大流量工况的B型和C型蜗壳离心泵效率小。随着流量的增大，B型和C型蜗壳离心泵效率下降幅度较大。3种型式蜗壳离心泵在相同工况条件下，压力场、速度场、湍动能和空化现象的变化趋势大致相同。3种型式蜗壳离心泵流场特性在隔舌流道和蜗壳流道处均不相同，表明改变蜗壳截面形状主要影响叶轮靠近隔舌流道和蜗壳流道内的流场。     

船舶轴系碟簧式纵向减振器动态特性分析

[目的]为了控制船舶轴系纵向振动,提出采用碟簧式纵向减振器的设计思路,并开展动态特性研究.[方法]首先,对减振器的静刚度特性进行理论分析和实验测试;然后,研究静载荷、激振频率、碟簧组合形式等因素对减振器动刚度特性的影响;最后,将优选后的减振器方案应用于船舶轴系,分析减振效果.[结果]结果表明:所选4片对合碟簧组合的减振...     

多级离心泵噪声特性的试验研究

随着环保意识的增强以及设备技术性能要求的提高,降低噪声已成为一个重要的研究方向。对某型号多级离心泵先后进行了多次试验,在偏小流量工况以及额定流量工况下,测试泵组的噪声频带分布特性。通过对频谱图进行分析研究,并结合泵组运行的轴频、叶频等分析了离心泵产生噪声的主要原因,总结了离心泵的噪声特性的基本变化规律,噪声的构成及分类。发现噪声辐射的主要方向为泵的出口,指出了离心泵流噪声的3个主要来源,并提出具体改进措施。研究结果对于降低离心泵组的噪声水平,提高其整体性能具有重要意义。     

往复泵运动机构磨损对振动特性的影响分析

往复泵运动机构磨损是影响其性能的主要因素,研究掌握运动机构磨损引起的振动特性,对设备故障诊断和状态监测具有重要意义。由于往复泵组成部件较多,结构复杂,仅依靠对振动数据进行分析的信号处理方法难以准确分析和判断设备性能。通过开展基于运动副磨损对振动特性影响的机理分析,建立曲柄连杆处运动副的接触-分离2种状态力学和数学模型,并利用数值计算方法,分析运动副不同磨损间隙状态下,运动机构运动学、动力学和振动特性,掌握磨损间隙对设备的振动性能的影响,发现磨损间隙的存在对舱底泵的运动特性和振动特性有较大影响。     

某型离心水泵振动特性分析

对某型离心泵机组进行振动测试，在测试数据基础上研究机组振动与截止阀开度之间的关系，发现截止阀50％开度时，该型离心泵的振动最小。分析机组的振动特征频率及其幅值随着截止阀开度变化的情况，指出离心泵振动所引发的舰艇辐射噪声贡献最大的特征频率。提出如何降低该型离心泵轴频、倍轴频以及如何减小泵内压力脉动和冲击的建议。     

船用离心泵低频振动特性分析

为了控制舱室辅机设备对船体振动及声辐射的影响,针对离心泵的机脚在0~400 Hz内的振动特性问题,建立离心泵的流体域和结构域有限元模型,采用流固耦合方法分别对几种工况的流动进行仿真,得到离心泵在不同工况下的机脚振动加速度。结果表明,离心泵蜗壳一侧的机脚在叶频和叶频2倍频处的振动比转频处的强烈;每个机脚只需提取一个节点的振动数据就可满足振动特性的分析要求;对于蜗壳一侧的机脚,远离离心泵出口侧的机脚振动加速度级比靠近出口侧的机脚大4.89 d B;离心泵机脚在转频、叶频以及叶频2倍频处的振动在1.20 Q工况时呈下降趋势。     

Vibration characteristics analysis of ring-stiffened conical shells based on power series method北大核心CSCD

[目的]旨在利用解析法求解环肋圆锥壳的振动方程,对环肋圆锥壳的振动特性进行理论研究。[方法]首先,对圆锥壳分段处理,将圆锥壳沿母线方向、环向和法向的位移分别写成幂级数解的形式,并推导出幂级数项前系数的递推关系式;然后,采用梁模型模拟不同环肋数对圆锥壳振动响应特性的影响;接着,将圆锥壳分段及其环肋边界条件、位移和内力矩阵进行组装求解,得到在外部简谐力激励下圆锥壳的振动响应特性,并将所得结果与ANSYS有限元数值方法的计算结果进行对比,验证所提计算方法的有效性。最后,运用所提理论方法进行环肋圆锥壳的振动特性分析。[结果]结果显示,圆锥壳安装的环肋可明显抑制圆锥壳的振动,具体表现为响应幅值降低、固有频率升高,且在相同频段内共振峰数量减小;增大壳体厚度会引起壳体振动响应幅值降低以及固有频率升高;此外,增大半锥角、轴线长度和环肋数均可降低环肋圆锥壳的振动响应幅值。[结论]研究表明,所用方法对环肋圆锥壳振动的理论研究具有一定意义。     

径向可倾瓦轴承动特性特征参数影响研究

旋转设备的振动激励通过轴系传到结构上,轴承既是引起轴系振动的主要激振力之一,又是轴系到结构的关键传递途径,轴承的支承刚度、阻尼特性等与轴承本身的结构尺寸密切相关。本文根据旋转设备轴系的结构特点,研究分析径向可倾瓦滑动轴承在特征结构参数变化下的主要动态性能。研究发现,轴承的特征参数将影响到轴承工作时的油膜刚度、阻尼系数,在诸多轴承特征参数中,轴承间隙对径向可倾瓦轴承动态性能的影响最为显著,轴承间隙增大将使轴承的刚度阻尼系数同时减小。轴承特征参数对轴承动特性的影响规律研究为旋转机械的轴承转子系统设计提供了理论基础。     

离心泵叶轮外径切割时特性曲线的换算

切割叶轮外径,是用来改变离心泵扬程特性曲线的一种方法。采用这种方法,可以减少离心泵的品种,扩大离心泵的使用范围。在进行叶轮外径切割之前,应依据要求性能对原始特性进行换算。采用的方法不同,换算效果和精度亦不同。作者根据对叶轮流道中水力损失的计算结果,提出了一种换算理论扬程特性曲线的方法。对多台单级离心泵和多级离心泵的试验结果,证实了所提换算方法的准确性。     

变频调速对离心泵振动的影响研究

作为动力源机械,离心泵广泛应用于流体管路系统中。为了满足不同工况下系统对离心泵流量的需求,可以采用节流阀或变频器对离心泵流量进行调节。试验测试了节流调速和变频调速时离心泵出口振动,分析了离心泵出口振动特性,发现离心泵出口振动具有比较明显的低频线谱,且线谱频率与电机和泵的转速相对应。对2种流量调节方法下离心泵出口振动振级进行比较,发现变频调速时离心泵出口振动更小,因此通过变频调速,可以降低离心泵出口振动。     

变频调速对离心泵振动的影响研究

作为动力源机械,离心泵广泛应用于流体管路系统中.为了满足不同工况下系统对离心泵流量的需求,可以采用节流阀或变频器对离心泵流量进行调节.试验测试了节流调速和变频调速时离心泵出口振动,分析了离心泵出口振动特性,发现离心泵出口振动具有比较明显的低频线谱,且线谱频率与电机和泵的转速相对应.对2种流量调节方法下离心泵出口振动振级进行比较,发现变频调速时离心泵出口振动更小,因此通过变频调速,可以降低离心泵出口振动.     

基于双端口声源特性测试方法的离心泵

流体驱动机械不仅由其机壳振动而产生空气噪声,同时由于内部叶轮与流体介质和蜗壳的相互作用产生沿流体介质传递的水动力噪声.泵的水动力噪声是相连管路系统振动噪声的激励源之一,在管内安装水听器直接测试获得的水泵噪声会受到相连管系的影响.为表征水泵的水动力噪声属性,在前期研究中建立了水泵作为双端口声源的理论模型和源特性测试与参数提取分析方法,并应用于泵和阀门的双端口源特性测试.文章简要地回顾了相关研究结果,并针对离心泵测试结果进行了分析和总结.     

某型离心水泵振动特性分析

对某型离心泵机组进行振动测试,在测试数据基础上研究机组振动与截止阀开度之间的关系,发现截止阀50%开度时,该型离心泵的振动最小.分析机组的振动特征频率及其幅值随着截止阀开度变化的情况,指出离心泵振动所引发的舰艇辐射噪声贡献最大的特征频率.提出如何降低该型离心泵轴频、倍轴频以及如何减小泵内压力脉动和冲击的建议.     

跨声速轴流涡轮特性预估方法

[目的]在高亚声速和跨声速下,轴流涡轮静叶喉部出现跨声速气流,三维研究时间周期长且获取特性参数慢,为此,提出一套行之有效的涡轮特性预估方法体系.[方法]整合已有的损失模型及采用一维编程的方式预估涡轮特性,并通过三维数值模拟进行验证.[结果]研究结果显示,一维特性评估得到的级等熵滞止温比与三维的相对误差为11.53％,级...     

基于有限元分析的舰船轴系尾部结构水声特性分析

近年来,船舶的隐身特性引起了研究人员的广泛关注,尤其对于军事应用的舰船。大量的试验表明,船舶的噪声很大一部分来源于舰船的轴系振动,而轴系作为舰船动力系统的关键部件,其设计和优化本身也具有非常重要的意义。本文研究的重点是舰船轴系的振动与水声特性,运用了有限元分析技术,同时也对舰船的轴系振动进行了数学建模。本文的研究有助于改进舰船轴系的噪声特性,提高舰船的隐身性能。     

复合材料层合结构悬臂梁振动特性试验

以复合材料层合结构悬臂梁为研究对象，推导层合结构悬臂梁振动特性公式，计算层合梁的低阶固有频率。采用电测和光测两种试验方法，对复合材料层合结构悬臂梁的振动特性开展研究，并分析不同测试方法、传感器类型、测点数量、激励方式等对测试结果的影响。将理论与试验相结合，得到一种可应用于复合材料层合结构悬臂梁振动测试的试验方法。综合比较电测法与光测法中所有悬臂梁振动测试的试验方法，研究结果表明采用光纤式激光测振仪为优选。光纤式测振仪光学头与被测试件的垂直距离为0.5 m，采用锤击瞬态激励方式的采样时间为5 s，由该方法测量取得的悬臂梁振动试验数据误差最小。     

基于统计能量法研究肋骨对双层圆柱壳声辐射特性的影响

[目的]潜艇的主要结构形式是环肋圆柱壳,目前关于肋骨对圆柱壳声辐射特性影响的研究大多集中在中、低频,但是振动声学问题涉及到更宽的频率范围。[方法]采用统计能量法研究宽频范围内肋骨对圆柱壳声辐射特性的影响。首先,分析圆柱壳增加肋骨后统计能量参数的变化;然后,研究耐压壳、外壳分别增加肋骨、改变肋骨间距、改变肋骨形状对圆柱壳声辐射特性的影响;最后,分析激振力作用在不同位置时,环肋圆柱壳声辐射特性的差异。[结果]得到了肋骨影响下双层圆柱壳在500 Hz～100 kHz范围内的统计能量参数和辐射噪声变化规律。[结论]研究结果对合理选用肋骨降低潜艇的振动与辐射噪声有一定参考作用。     

特殊液体的汽蚀—理论分析和试验结果

本文叙述了离心泵在抽送与常温清水不同的特殊液体如石油产品时的汽蚀现象和汽蚀性能,分析了特殊液体的物理性质和温度对离心泵汽蚀性能以及扬程流量特性的影响,介绍丁离心泵在抽送不同特殊液体时的试验结果。     

轴承支承长度及间距对船舶轴系振动特性影响

针对某船舶轴系进行了不同位置、不同支承长度的轴承条件下固有振动特性分析.得到了不同位置不同支承长度的轴承对船舶轴系固有振动特性的影响.计算结果表明,不同位置轴承支承长度的变化对船舶轴系固有振动特性的影响有很大的不同.在所有的轴承中,船舶前后艉架轴承和船舶艉管轴承对船舶轴系的振动特性影响最大,同时这些轴承工作条件恶劣,在船舶正常运行过程中支承长度会发生很大的变化,因此在船舶运行过程中必须时刻注意这些轴承的性能变化.