基于流固耦合的蝸殼式混流泵壓力脈動及結構特性分析.pdf

1、混流泵是一種目前在各個領域應用越來越廣的流體機械。泵內的流動復雜，其內部的流動狀況直接影響到泵性能的優(yōu)劣，由流體不穩(wěn)定流動誘發(fā)的壓力脈動所導致的振動問題一直伴隨著混流泵的運行，是影響其穩(wěn)定運行及造成葉片疲勞破壞的重要因素。因此對其內部壓力脈動規(guī)律的研究，對于泵設計者來說具有重要意義。同時，在泵運行過程中，內部流場與葉輪結構通過壓力脈動規(guī)律相互作用，即流固耦合現(xiàn)象，這種相互作用也應該考慮。而且泵的設計不僅要滿足水力特性的要求，也要考慮其結

2、構特性，對其強度及振動特性進行評價。因此，本文將基于流固耦合方法對混流泵內流體誘發(fā)的壓力脈動特性進行研究，分析其作用規(guī)律，并進一步對轉子結構進行強度變形分析和振動特性分析。
　　本文通過數(shù)值模擬手段，以一蝸殼式混流泵為研究對象，采用雙向流固耦合的方式對泵內瞬態(tài)流動進行模擬，獲得其流動特性，并主要對混流泵內的壓力脈動特性進行分析。通過對泵內不同部位的壓力脈動及壓力脈動頻譜分布的分析，可以發(fā)現(xiàn)泵內壓力脈動呈現(xiàn)一種周期性變化，且這種變化

3、與動靜葉片數(shù)有關。泵內壓力脈動的主頻為轉頻及葉頻，最大壓力脈動強度發(fā)生的位置在動靜葉之間的間隙處，也證明了動靜干涉效應是壓力脈動產生的主要原因。并將獲得的葉輪部分的流場壓力信息作為后續(xù)結構分析的水動力載荷數(shù)據(jù)。
　　同時，基于有限元計算方法，對混流泵轉子結構進行靜力學分析及動力特性分析。研究不同載荷下葉輪的應力及變形分布規(guī)律，得出水壓力是對葉輪結構產生影響的主要因素，并計算出最大應力值和最大變形量及其出現(xiàn)的位置。并對流固耦合條件下