多级离心泵转子的流固耦合特性及试验分析.pdfVIP

10 FLUIDMACHINERY Vo1．43，No．7，2015 文章编号： 1005—0329(2015)07—0010—06 多级离心泵转子的流固耦合特性及试验分析 王其磊 ，陈国栋 (1．中国人民武装警察部队学院，河北廊坊 065000；2浙江省金华消防支队，浙江金华 321000) 摘 要：针对高功率密度液体多级离心泵的高速化发展带来的流固耦合及临界转速等问题，根据流固耦合计算方法， 并应用 Ansys软件系统对流场网格进行划分和边界条件设定，然后进行数值模拟计算。计算结果表明：首级叶轮到后部 末级叶轮应力、应变和变形呈增大趋势，这符合多级泵叶轮受力分布的实际情况，流固耦合相对于重力来说发挥了更显 著的作用。可以看出流固耦合后转子固有频率降低，并且阶数越高，下降幅度越大，旋转软化效应对第一阶弯振影响较 小，而对二、三、四阶的影响逐渐增强，且随转速均匀增加，弯振频率均匀变化。试验测试结果与仿真结果具有较好的一 致性，反映了仿真数据的正确性。 关键词： 多级离心泵 ；流固耦合；临界转速；固有频率 中图分类号： TH311 文献标志码 ： A doi：10．3969／j．issn．1005—0329．2015．07．003 CharacteristicandExperimentalofFluid—structureInteractionof M ultistagePumpRotor WANGQi．1ei，CHENGuo—dong (1．ChinesePeople~ArmedPoliceForcesAorcesAcademy，Langfang 065000，China； 2．ZhejiangJinhuaFireDetachment，Jinhua 321000，China) Abstract： Thefluid—structureinteractionandcriticalspeedproblemsfrom thehighspeeddevelopmentthemultistagecentrifu- galpumpofhighpowerdensityfluidbasedonthefluid·sturctureequationsoffluidflow andsolidsystem ，thegriddivisionof flowfieldandboundaryconditionsweresetbyapplyingAnsyssoftware，andthevibrationtestrigwassetup．Thecalculationre— suitsshowthat：thestress，strainanddefomr ationoftheheadtothebackoftheimpellershowedaincreasetrend，thisaccords withtheactualsituationofthestressdistributionofmultistagepumpimpeller，thefluid—sturctureinteractionrelativetogravity hasplayedamoreprominentrole，itcanbeseenafterthefluid—structurecouplingrotornaturalfrequencyisreduced，andthe higherorderleadtotherge~erdrop，thespinsofteningeffectonthefirstorderbendingvibrationwassmall，andtheinfluenceof thetwo，three，fourordergraduallystrengthen，and with increasingunifomr speed，thebending vibration frequency unifomr change．Throughtheexperimenttestandthesimulationresultshadgoodconsistency，whichreflectedthecorrectnessofthesim— ulationdata．