混流泵组振动特性分析及优化

• 作 者: 王博
• 出 处: 哈尔滨工程大学
• 发表日期: 2004年期
• 关键词: 混流泵 振动控制 传递途径识别 结构优化

水泵作为应用十分广泛的通用机械,在石油化工、钢铁采矿、航天航海、城市给排水等领域应用极广。近年来,随着工业要求的不断提升,水泵在满足性能要求的同时,也对自身的振动噪声水平提出了很高的要求。混流泵是叶片式泵的一种,具有效率高、运行稳定等特点。针对一型混流泵组振动过大现象,本文分析了泵组主要激励源和结构特性,对比了振动响应的仿真结果和实测结果,给出了优化措施并进行了实验验证。主要内容如下:1、使用有限元仿真和实验测试对泵组的模态进行研究,根据模态测试的结果对有限元模型进行修正,当二者固有频率与振型匹配良好时,判定模型准确可靠。2、使用Fluent软件对混流泵内流场进行稳态与非稳态数值模拟,给出了内部压力、速度分布状态。并分析了特定位置的压力脉动情况和叶轮受力情况,结果表明,该泵流场运行稳定,压力脉动受叶频影响最大。3、采用近似解析和有限元两种方法,对电机运行工况下的电磁力进行了计算。其中,近似解析法采用了磁势乘以磁导的方法;有限元法以麦克斯韦应力张量法为依据,使用Ansoft软件进行电磁力计算。最后,分析了电磁力的频谱特性,对比了两种方法的实际计算效果。4、通过谐响应法计算得到泵组的振动响应,并与实验值进行了对比分析,验证了激励力计算的正确性。针对振动过大现象,通过增加连接螺栓阻尼和支撑结构阻抗匹配的方法优化了泵组振源传递路径,实验结果表明该方法有效地降低了设备振动水平。