PRO/E+Fluent+ANSYS离心泵的内部流场模拟及其振动分析+CAD图纸(2)

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2.1 离心泵分析 8

2.1.1 离心泵的工作原理 8

2.1.2 离心泵的内部流场分析 9

2.1.3 离心泵的振动分析 12

2.2 应用软件 13

2.2.1 Pro/E三维造型 13

2.2.2 Fluent内部流场分析软件 14

2.2.3 ANSYS有限元振动计算软件 14

第三章离心泵的三维造型 17

3.1 离心泵蜗壳的三维造型 17

3.2 离心泵叶轮的三维造型 18

3.4 离心泵的整体装配与仿真 19

3.4.1 离心泵的装配 19

3.4.2 离心泵的仿真 20

第四章离心泵的内部流场计算与振动响应计算 22

4.1 离心泵内部流场计算 22

4.1.1 计算内部流场的控制方程 22

4.1.2 离心泵蜗壳及叶轮的网格划分 24

4.1.3 离心泵内部流体计算结果分析 25

4.2 离心泵泵体的振动分析计算 31

4.2.1 频率响应的分析 31

4.2.2 离心泵振动计算结果分析 32

4.3 离心泵振动试验研究 32

结论 34

致谢 35

参考文献 36

第一章绪论

1.1 课题研究的目的和意义

泵作为一种原动机，其把机械能转换为液体能，是用来输送液体的一种机械设备。在现代的船舶上，由于其简单、重量合适、结构紧凑并且能和电机等驱动机械直接连接，以及输出液体较均匀等优点，无论在民船还是舰船上，其都能得到广泛的应用，如柴油机所需的润滑油、燃油、补给水、冷却水；旅客生活和船员们所需要的卫生水和日用淡水；离心泵的突出优点有压头范围广、流量大等，因而在船用泵中用途更加的广泛，如消防泵、压载泵、主机冷却水泵等等。如果离心泵因发生故障而不能工作，很可能直接或者间接地导致整个船舶不能够正常的航行，其所引发的后果是极其严重的。

离心泵是一种旋转式流体机械，运行时由于各种各样的原因而产生振动，离心泵运行时会受到两种振动的影响：一种是自激振动，另一种是环境振动。自激振动是指由于离心泵本身的设计、制造、安装和使用方式等方面的原因使其在作旋转运动时而产生的振动；而环境振动对离心泵来讲则是一种受迫振动，是指由于离心泵以外的装置和设备运行时所产生的振动对泵的运行所产生的影响。由此可见，导致离心泵产生运行振动的原因是多方面：有主动的原因，也有被动的原因；有机械的原因，也有结构的原因；有流体动力学以及其他方面的原因。

离心泵工况的变化会造成泵内流场结构的改变，使叶轮所受载荷周向分布不均，因此使叶轮产生径向力，引起振动及噪声。而叶轮上的径向力又可分为瞬态作用力和稳态作用力，其中瞬态力会引起离心泵转子的振动，稳态力作用于叶轮转子上会使叶轮出现偏心。因此深入研究叶轮上的径向力及产生的转子动力学问题对离心泵的减振除噪具有重要的意义。