国家科技支撑计划(2013BAB08B02)
- 作品数：5 被引量：23H指数：4
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- 高压多级离心泵启动瞬态轴心轨迹研究被引量：5
- 2015年
- 针对高压多级离心泵水润滑轴承—转子系统在启动瞬态过程中由于其轴颈的瞬态不稳定运动而带来启动时的安全、可靠和稳定性等问题,该文通过理论分析和试验来探索多级离心泵的启动瞬态轴心轨迹。首先以多级离心泵水润滑轴承—转子系统的有限元模型为基础,建立其在外激励作用下的动力学运动微分方程,并结合滑动轴承动特性系数的小参数算法,然后将以上建立的两类方程联立,建立高压多级离心泵水润滑轴承—转子系统的瞬态耦合动力学模型,并以此模型为基础结合平均加速度的Newmarkβ算法,通过MATLAB编程技术来耦合迭代数值求解得到水润滑轴承—转子系统在启动过渡阶段的瞬态轴心轨迹,最后利用前期设计研制的海水淡化高压泵结构专用水润滑轴承试验台对海水淡化高压泵水润滑轴承启动瞬态轴心轨迹进行试验研究。从计算和试验结果的总体变化趋势可以得知,在启动刚开始液膜形成的不稳定阶段,轴颈在瞬态液膜力的作用下呈上升且偏向旋转方向一侧运动;在启动阶段的后期随着转速的不断增加,轴颈呈小幅度"涡动"。该文提出的计算模型具有一定的理论和工程应用价值,为进一步改进万吨级海水淡化高压泵系统的启动性能提供了一定的研究基础。
- 胡敬宁薛岩张德胜叶晓琰施卫东郎涛
- 关键词：有限元
- 海水淡化高压泵水润滑轴承液膜压力分布被引量：7
- 2014年
- 针对海水淡化高压多级泵水润滑轴承的可靠性论证研究和探究其液膜动力传递机理,并分析液膜压力分布及其影响因素,文中采用有限差分法数值求解二维定常雷诺方程将方程离散化处理,并且采用超松弛迭代法求解离散的线性方程组以达到加速收敛的目的,通过Matlab编程求得海水淡化泵水润滑轴承沿周向的水膜压力先增后减并呈现出非线性,而沿轴向则呈抛物线分布,并通过对轴承宽径比和偏心率参数方案的选择对比,研究其影响水润滑轴承的压力分布,结果显示水膜压力随轴承宽径比和偏心率的增大而增大.验证结果表明前期设计的水润滑轴承,能够保证水润滑轴承所起的安全润滑和支撑作用.
- 胡敬宁薛岩张德胜叶晓琰谷任归汪靖
- 关键词：水润滑轴承有限差分法液膜
- 海水淡化泵水润滑轴承试验测试与分析被引量：4
- 2015年
- 为了研究不同转速下水润滑轴承动压润滑效果和系统稳定性,依据海水淡化泵的结构特点,设计了水润滑轴承试验台.基于试验对水润滑轴承周向压力分布及轴心轨迹进行监测分析,同时采用刚体求解方法对轴心涡动轨迹进行数值模拟计算,并将试验结果与数值模拟结果进行对比验证.结果表明:低转速时,楔形间隙内润滑介质水较少,水膜压力分布不连续且压力值较低,各监测点的压力曲线不稳定;随着转速的增大,润滑介质水增多,流体动压润滑效果增强,水膜承载效果增强,压力分布与压力曲线开始趋于稳定,表明整个轴承-转子系统开始趋于稳定;同时,随着转速的增大,液膜厚度增大,轴颈涡动振幅增大,涡动中心明显上移,试验实测结果与CFD模拟计算结果一致,验证了采用数值模拟来研究轴承-转子系统动力学特性有一定的借鉴和参考价值.
- 叶晓琰冯耀宁汪靖张德胜胡敬宁
- 关键词：轴心轨迹
- 年产万吨级海水淡化高压泵关键技术研究与工程应用被引量：5
- 2015年
- 为了降低反渗透海水淡化高压泵投资成本和能耗,对高压泵的结构特点进行了分析,提出1种两端水润滑轴承支撑、轴向吸入节段式多级泵新型结构,通过数值模拟和实验研究提高泵水力模型效率;结合多级泵效率与级数以及可靠性与级数的关系,优选了高压泵的级数;通过轴向力及轴向力平衡的研究,优化设计出泄漏量较小、灵敏度高、恢复力合适的平衡装置;开发出的高压泵产品效率达到83.07%,体积流量220 m3/h,扬程620 m。并成功应用于年产万吨级海水淡化示范工程。
- 叶晓琰佘旭南胡敬宁汪靖冯耀宁
- 关键词：反渗透海水淡化
- 水润滑轴承-转子系统的瞬态响应特性被引量：4
- 2013年
- 阶跃、脉冲等非周期载荷具有幅值突变、变化剧烈的特点,当它们作用于滑动轴承主轴时,轴心位置可能会发生突变,造成轴承润滑状况的突然变化.海水淡化泵机组在启动、停机和转速变化时,可能会承受不同的瞬变载荷,为研究该泵水润滑轴承在瞬变载荷作用下的润滑情况及动特性的变化,使用Pro/E三维造型软件建立水润滑轴承-转子系统的流固耦合模型,应用计算流体动力学(CFD)技术和流固耦合(FSI)方法,分别对水润滑轴承-转子系统施加阶跃载荷、矩形载荷和三角脉冲载荷,分析不同时刻下转子的弹性变形对水润滑轴承周向压力分布、水膜承载力以及轴心位置的影响.结果表明:在瞬变载荷作用时,轴心位置、水膜承载力和最大水膜压力都有较大的变化并呈现一定的振荡过程;由于脉冲载荷作用时间有限,随着其消失,轴心位置仍收敛于原来的平衡位置,而阶跃载荷则使轴心位置收敛于新的平衡位置.
- 叶晓琰汪靖谷任归冯耀宁叶群
- 关键词：水润滑轴承流固耦合承载力
- 高压多级离心泵启动瞬态轴心轨迹研究
- 针对高压多级离心泵水润滑轴承—转子系统在启动瞬态过程中由于其轴颈的瞬态不稳定运动而带来启动时的安全、可靠和稳定性等问题,该文通过理论分析和试验来探索多级离心泵的启动瞬态轴心轨迹。首先以多级离心泵水润滑轴承—转子系统的有限...
- 胡敬宁薛岩张德胜叶晓琰施卫东郎涛
- 关键词：有限元
- 文献传递
