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离心压缩机再制造叶轮服役寿命预测模型及数值仿真研究

机械装备再制造是再制造产业发展和循环经济建设的重点技术领域,为此,国家重点基础研究发展计划(973计划)专门设立了“机械装备再制造的基础科学问题”项目(2011CB013400),以离心式压缩机为典型对象,开展机械装备再制造的若干基础科学问题研究,为再制造技术攻关提供理论依据。其中再制造零件寿命预测涉及多个学科领域,已成为机械零件再制造的技术关键之一,迫切需要相关理论和方法的支持。本研究在973项目研究课题之一“再制造零部件的寿命预测与再制造产品服役安全验证”(2011CB013400-5)的资助下,开展了离心式压缩机再制造叶轮服役寿命预测模型及数值仿真研究,为再制造叶轮服役机理分析、服役安全性能评价提供理论和方法支持。首先,在断裂力学和损伤累积理论的基础上,结合再制造叶轮工艺修复结构特征和服役特征载荷,提出一种再制造叶轮零部件服役寿命预测模型。将材料或试件现有的寿命预测方法拓展到再制造后的离心压缩机叶轮上,建立起包含面向多失效  (本文共125页) 本文目录 | 阅读全文>>

重庆大学
重庆大学

再制造叶轮服役寿命预测支持系统开发及应用

在石油、化工、采矿、制冷和冶金等领域广泛使用离心压缩机来提高气体压力,其核心零部件叶轮结构复杂、应用附加值高。叶轮再制造作为资源循环利用的新方式,为解决我国大量退役离心压缩机而提供最佳途径。再制造叶轮工作环境复杂、疲劳失效模式多样,再制造叶轮服役寿命的预测是保障离心压缩机安全服役的关键技术之一,迫切需要支持再制造叶轮服役寿命预测的相关理论方法。本文结合国家重点基础研究发展计划(973计划)项目“机械装备再制造的基础科学问题”,以离心压缩机再制造叶轮为研究对象,在现有再制造机械零部件服役寿命预测方法的基础上,开发了基于ANSYS的再制造叶轮服役寿命预测支持系统,为判断再制造叶轮是否合格提供支持。首先,基于机械零部件疲劳累积损伤理论提出了再制造叶轮疲劳寿命计算模型,并且得到了再制造叶轮疲劳寿命计算的有限元仿真框架。从有限元强度分析入手,通过对再制造叶轮进行离心应力、旋转失速、残余应力和尾流激振的强度分析,研究了各因素对再制造叶轮服役...  (本文共80页) 本文目录 | 阅读全文>>

重庆大学
重庆大学

考虑损伤模糊性的再制造叶轮安全服役寿命数值预估及支持系统

机械装备再制造是一种以损伤退役零部件为再制造毛坯,采用高新再制造技术手段,实现机械装备“以旧造新”的可持续制造模式,其目标是延长产品的服役年限,降低资源消耗与环境污染,提高资源利用率,其实质是利用技术创新充分挖掘退役产品的剩余价值,进一步促进资源节约型与环境友好型的两型社会建设进程。我国作为机械装备制造业大国,将面临大量的退役机械装备,开展再制造领域相关的问题研究,能够有助于缩小我国与发达国家装备再制造技术水平差距,实现我国再制造产业化健康发展。再制造产品的核心挑战是如何提高其服役安全及服役寿命,其中作为关键技术之一的再制造产品安全服役寿命预估因涉及到多个学科及领域,亟需相关理论支持。本论文将结合国家973重点基础研究计划课题之一“再制造零部件的寿命预测与再制造产品服役安全验证”(2011CB013405)和高校博士点基金课题“再制造机械零部件服役寿命演变机理及预测方法研究”(20110191110005)等课题,以离心压缩机失...  (本文共131页) 本文目录 | 阅读全文>>

《中南大学学报(自然科学版)》2017年04期
中南大学学报(自然科学版)

2种形式的液力透平叶轮外特性

泵是可逆式机械,离心泵能反转用作液力透平。液力透平能量回收装置是将高压液体具有的压力能转化为透平转子的旋转机械能,并用于发电或者驱动耗能机械做功,实现对高压液体能量的开发利用。液力透平以其结构简单、体积小、造价低、维修方便、运行可靠等特点,目前在小型水利水电资源的开发利用,化工处理过程中余压液体能量的回收等节能技术领域有着广泛应用[1-2]。目前对液力透平的研究,主要集中在对泵正反转工况的研究。AMELIO等[3]对获得离心泵做透平效率的一维数值编译法进行了研究;DERAKHSHAM等[4]利用实验法对不同比转速的泵作透平的特性曲线进行研究,并寻找出泵作透平最高效率点的性能关联式;WILLIAMS[5]对35台不同型号的泵作透平进行实验研究,推荐一种用于预测泵作透平时透平工况性能的方法;SINGH等[6-8]对离心泵作透平工况选型和性能预测的优化法进行研究,并提出了试验验证平台;CHAPALLAZ等[9]对泵正反转工况进行了多方...  (本文共7页) 阅读全文>>

《风机技术》2017年01期
风机技术

不锈钢三元叶轮加工效率提升的影响因素分析

0引言随着压缩机在国民经济各个行业的广泛应用,压缩机中三元叶轮的数量也不断增多,见图1。由此带来了一个新的课题,如何提高不锈钢三元叶轮的加工效率和降低刀具成本,这个问题已摆在了专业技术人员面前,亟待解决。不锈钢三元叶轮的加工效率受到许多因素影响,要综合考虑加工效率、机床动力、加工成本三个方面,此三方面因素达到一种平衡才是最优,偏向任何一方都容易造成另外两种最佳功能的丧失。根据这个原则和笔者多年的加工经验,列出以下几个重要的影响因素,以供大家讨论参考。1数控加工方法的影响首先,数控加工方法是重要的因素之一。三元叶轮材料为马氏体沉淀硬化不锈钢,最初使用高速钢刀、采用大切深、小进给五轴联动的加工方式。但这种方法存在吃刀量大、进给速度慢以及对机床主轴伤害大的缺点。以直径20mm高速钢为例,加工三元叶轮时进给速度一般在20~30mm/min,切深为10~15mm。经过不断试验,探索找出与叶轮材料匹配的刀具最优切削参数,使进给速度最大化,实...  (本文共3页) 阅读全文>>

《井冈山大学学报(自然科学版)》2017年04期
井冈山大学学报(自然科学版)

离心泵闭式叶轮流场模拟研究

目前,Fluent软件在国际上较为流行[1],该软件在求解计算流场问题之前需要通过前处理软件Gambit[2]进行网格划分。Fluent软件利用Gambit软件划分的网格,建立流场模型,计算流体的各项水力特征值并绘制特性图[3]。Fluent软件对于数值的计算方法较为先进,在计算流场的速度、稳定性和精度等方面都拥有绝对的优势。除此之外,它还包含有各种各样的物理模型及很强的前、后处理能力,在汽车产品研发、飞机和水轮机设计等领域都有着较为广泛的应用。离心泵可以在很大的温差范围内输送各种密度的介质,与其它种类的泵相比,它具有吸入能力强,工作噪声小,无泄漏等特点,因此得到了广泛的应用[4]。在做离心泵性能检测实验前,必须使离心泵的泵壳和吸水管内部充满水。启动电机后,电机转轴通过联轴器带动离心泵转轴,从而使泵内液体随着叶轮做高速旋转运动,液体在叶片周围有脱离叶轮外缘以及泵壳内壁的趋势,最终经过泵壳的流道流入离心泵的压水管路。离心泵的叶轮[...  (本文共6页) 阅读全文>>

《中国石油和化工标准与质量》2016年11期
中国石油和化工标准与质量

不同叶轮形式下离心泵整机非定常流场的标准数值分析

离心泵(centrifugal pump)是指靠叶轮旋转时产生的离心力来输送液体的泵。它作为一个常用机械大量使用于日常生活及农业生产中,所以提高离心泵的运行效率、降低它的振动和噪声是非常有必要的。离心泵的设计不仅要满足扬程要求,也要抑制蜗壳与叶轮之间形成的流场脉动。随着近些年计算机技术和计算流体力学的发展,已经出现关于离心泵三维非定常数的模拟技术,但由于整机非定常计算耗时量太大,一些方面的相关研究还处于空白阶段。由此可见,要深入了解蜗壳和叶轮在内的捕捉非稳定流动特征和整机流场,对整机全三维非定常数值进行模拟是十分必要的工作。我们分别对短短叶片、长短叶片和无短叶片进行计算机模拟实验,所运用的方式是非定常法,所运用的工具是CFD中内置的FLUENT程式。1计算模型和方法1.1模型选取一个离心泵,其闭式叶轮的出口直径175 mm,进口直径95 mm,其叶片布置的方式各不相同。叶轮1采用六枚长叶片;叶轮2采用四枚短叶片、叶轮3也采用四枚...  (本文共2页) 阅读全文>>