基于流固耦合的攪拌系統(tǒng)振動(dòng)特性研究.pdf

1、攪拌設(shè)備在食品、化工、造紙、冶金、石油等工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，且其攪拌操作大多為機(jī)械攪拌。攪拌軸及攪拌器整體構(gòu)成的攪拌結(jié)構(gòu)作為機(jī)械攪拌操作的主體，其振動(dòng)現(xiàn)象對于設(shè)備的壽命和安全生產(chǎn)是一個(gè)很大的威脅，輕則造成停產(chǎn)，重則發(fā)生安全事故。這就迫切地要求對攪拌結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行研究，作為設(shè)計(jì)工作轉(zhuǎn)速和結(jié)構(gòu)優(yōu)化的有力依據(jù)。
　　本文主要應(yīng)用ANSYS/workbench分析軟件和LMS Test.Lab測試軟件相結(jié)合的方法來對攪拌結(jié)構(gòu)的振動(dòng)特性進(jìn)

2、行對比分析，為攪拌結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)優(yōu)化和安全生產(chǎn)提供參考依據(jù)。利用Proe三維建模軟件建立了攪拌反應(yīng)器簡化模型和反應(yīng)器內(nèi)部流場模型，考慮攪拌軸高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力，在FLUENT和ANSYS/workbench分析軟件基礎(chǔ)上，基于流固耦合理論對攪拌結(jié)構(gòu)進(jìn)行預(yù)應(yīng)力模態(tài)分析，得到攪拌結(jié)構(gòu)的模態(tài)參數(shù)和第一階臨界轉(zhuǎn)速，并與《攪拌與混合設(shè)備設(shè)計(jì)選用手冊》計(jì)算得到的攪拌軸臨界轉(zhuǎn)速進(jìn)行對比。采用振動(dòng)測試系統(tǒng)LMS Test.Lab中的捶擊模塊對某一實(shí)驗(yàn)用六

3、弧葉圓盤渦輪攪拌結(jié)構(gòu)進(jìn)行自由狀態(tài)和約束狀態(tài)兩種情況下的模態(tài)分析，得到攪拌結(jié)構(gòu)的低階模態(tài)固有頻率和模態(tài)振型，與模態(tài)綜合法仿真獲取的模態(tài)參數(shù)進(jìn)行對比分析。
　　經(jīng)仿真和設(shè)計(jì)手冊計(jì)算比較得到兩種情況下的攪拌結(jié)構(gòu)臨界轉(zhuǎn)速相對誤差較小為2.8％，可看出仿真結(jié)果相對可靠，為攪拌結(jié)構(gòu)工作轉(zhuǎn)速設(shè)計(jì)提供參考依據(jù)。六弧葉圓盤渦輪攪拌結(jié)構(gòu)的試驗(yàn)和仿真模態(tài)分析對比可看出:自由和約束兩種狀態(tài)下得到的各階固有頻率值分別較接近，自由狀態(tài)時(shí)試驗(yàn)和仿真相對誤差在1