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离心式压缩机叶轮叶片应力有限元分析

0 引言离心式压缩机叶轮叶片 (如图 1 )是旋转式周期性结构 .图 1 离心式压缩机叶轮叶片示意图Fig .1 Thefigureoftheimpeller -and -laminaeofacentrifugalcompressor  由于高速运转时 ,其内将产生很大的应力 ,使结构容易造成破坏 .叶轮的结构比较复杂 ,不是简单的轴对称体 ,而是一个三维空间结构 .如果采用三维等参元计算 ,计算量太大 ,因而提出了不少的简化计算模型 .若将叶轮简化为轴对称问题 ,将叶片质量均匀分布在轮盖和轮盘之间的整个空间上 ,这一计算只将对远离轮盘根部的位置可得到满意的结果 .若将叶轮作为板结构处理采用改进的有限元混合法[1 ,2 ,3] 计算 ,也只适应某些特殊形状的壳体 .本文则采用三角形平板单元和平面应力三角元[4] 相结合 ,能适应各种形状的壳体 .1 计算模型图 2 离心式压缩机叶轮叶片计算模型Fig .2Thecomputing...  (本文共4页) 阅读全文>>

大连理工大学
大连理工大学

大流量离心压缩机首级叶轮强度分析及结构改进设计研究

离心压缩机被广泛应用于石油、化工和冶金等领域。大型离心压缩机技术含量高,开发、制造难度大,是衡量一个国家重大装备制造业发展水平的标志性设备之一。压缩机的叶轮是它的核心部件,其运转的安全性对于整个机组的可靠性有着至关重要的影响。因此,对离心压缩机叶轮的强度计算的研究越来越受到重视,已经成为压缩机设计中的重要一环。本文针对大流量离心压缩机叶轮进出口相对宽度大,叶轮结构刚性差等结构特点,首先利用大型有限元分析软件ANSYS计算了国产某型号大型离心压缩机叶轮的动强度和静强度特性。针对计算中使用的一些简化条件,为了更准确分析叶轮中的应力,研究了叶片与轮盖接触边倒圆角结构对叶轮应力的影响以及叶轮前缘型式对叶轮最大应力的影响。计算结果表明,对叶片与轮盖接触边倒圆角和对叶片前缘修圆都能有效的缓解应力集中从而降低叶轮最大应力。通常叶轮的质心相对叶轮的支撑中心偏向轮盘侧。在研究不同轮盖形式和不同轮盘形式对叶轮强度影响时,发现改变叶轮轮盖和叶轮轮盘的...  (本文共62页) 本文目录 | 阅读全文>>

东北大学
东北大学

压缩机多级叶轮转子系统的静动强度及气动载荷研究

转子系统是离心压缩机的核心部件,其性能的好坏对整个压缩机安全可靠运行至关重要。离心压缩机转子系统的强度校核和可靠性计算越来越受到重视,已经成为压缩机设计中的重要一环。但传统上,研究人员只注重转子系统离心载荷的计算,对气动载荷的重视程度明显不足。随着化工行业的快速发展,离心压缩机进口流量不断增大,气动激振力对转子系统的影响也越来越大,其对转子系统强度的削弱作用日趋明显。因此,在对转子系统进行结构分析的过程中,单纯的由离心力导致的静应力分析已不能满足可靠性要求。本文依托973课题的研究背景,以制氧系统中的离心压缩机为研究对象,借助有限元方法和CFD数值模拟技术研究离心压缩机转子系统性能,分析了转子系统的关键零件的静强度和动强度,计算出转子系统叶轮内部气体的流动规律,近而分析出压缩机工作过程中的气动载荷对系统的影响。主要完成如下几个研究内容。(1)利用大型有限元分析软件ANSYS分别对半开式和闭式离心压缩机计算,得出了叶片的前六阶固有...  (本文共81页) 本文目录 | 阅读全文>>

《石油化工环境保护》1987年02期
石油化工环境保护

泵(E)型叶轮引气孔堵塞一例

从所周知,泵(E)型叶轮曝气机的充氧原理是:(l)液面更新。由于叶轮的提水与输水作用使曝气区内亏氧液体不断翻动,大面积与空气接触,高速高效吸氧;(2)水跃作用。在叶片推送作用下,水呈水幕自轮缘喷出,激成水跃,裹进大量空气中的氧分子迅速溶于水中,(3)负压区吸氧。水快速流经导流锥顶时产生了负压区,从引气孔中吸入空气,进行充氧。但有人认为负压区吸氧作用是微乎其微、可以忽略的。有的厂竟认为引气孔引起叶轮周邦狱生脱水而将其全部堵死。但就我厂曝气机运转经验看,负压区吸氧对叶轮充氧具有决定性意义。1986年8月上旬1#曝气机曾因叶轮引气孔堵塞,造成曝气池充氧严重不足,污泥恶性上浮,结果曝气池停运63小时,连续一周出水超标。直到查清了原因,疏通了引气孔,曝气池才恢复了正常运行。 1.引气孔堵塞情况 l#曝气池曾长期做备用池,引气孔生诱较为严重。近二年曾几次用1“池培养污泥,投入大量粪便水、豆腐渣等含有大量粘性杂质的污泥养料,曝气区搅起来象浓泥...  (本文共1页) 阅读全文>>

《中国造船》1988年04期
中国造船

关于一种节能推进装置——固定叶轮的研究

(一)前言 固定叶轮和螺旋桨的组合装置是一种节能的推进方式。它是在常用螺旋桨后安装一组固定的导流叶片,在前桨尾流的作用下,回收一部分尾流旋转能量,产生一个附加推力,从而达到提高推进效率、节省能源的目的。 目前,利用桨后尾流能量来提高其推进效率、节省能源的类似装置尚有反应鳍、预旋定叶轮、自由旋转叶轮等多种,其效率一般可提高4~10肠。 我中心自1981年以来对固定叶轮推进装置也作了一系列研究工作,不仅推出了理论设计计算方法,而且先后做了模型空抱试验、敞水试验、自航试验以及实船试验。试验结果表明,不仅本文提出的理论方法是有效可行的,而且该装置对于回收桨后尾流旋转能量,提高效率,从而节省能源具有显著的效果。 (二)基本原理和理论计算方法众所周知,桨后的尾流速度有轴向和周向诱导速度。前者是为螺旋桨发生推力所必不可少的,只有后者纯属一种能量损失。如图1所示,一翼型叶片位于桨后尾流内,由于周向诱导速度的存在,它所产生的升力在桨轴方向有一个向...  (本文共7页) 阅读全文>>

《汽车工艺》1988年04期
汽车工艺

变矩器叶轮叶片的整体型面制作工艺

目前国内生产的变矩器,其绝大部分是采用铸造叶轮,叶轮流道质量多数欠佳,影响了工作液体的流动状态和变矩器的工作性能。我们在设计、试制三元件向心涡轮变矩器的工作中,在提高叶轮叶片型面的质量方面获得了一些经验和体会,特介绍出来,供同行们参考,以期对提高现生产变矩器的质t有所裨益。 叶轮叶片的制作方法有冲压、机械加工和铸造等。对复杂的空间叶片,传统的制作工艺是采用叠片型面法,即按木模截面线刻制的多片组合体构成叶片型面。按此方法,首先以垂直于叶轮轴线的不同间距的平面与叶片所截得的轮廓截面线为依据,做出一块块薄木片,每片厚度等于相邻截面间距离,薄片数等于截面数,然后将各片按对应的叶片截面线切割得一条曲线,最后将切割好的薄片按顺序和统一坐标组合起来,修出圆滑曲面。这种方法、虽然对叶片尺寸较大、型面要求特殊的情况行之有效,但也有许多不足之处。如工艺复杂、各片的厚度公差和平面度不易控制、截面线本身的尺寸精度不高、组合精度也难以保证等等。 为消除上...  (本文共3页) 阅读全文>>

《世界采矿快报》1988年31期
世界采矿快报

少叶片叶轮离心式扇风机性能的预测

在扇风机制造业中,一没计者必须根据用户需要,设计各种不同风量、风压的扇风机。因此,设计者只有对现有扇风机性能做出适当的改变:如改变转速、减小叶轮外径或减少原有扇风机叶轮卜卜片的宽度或数量来达到上述目的。现就改变叶轮叶片数来预测离心式扇风机的性能,即根据装有n,个叶片的离心式扇风机的已知总压力一流量曲线,利用准解析推理,预测装有n:个叶片的同一扇风机总压力一流量曲线。而后,将所获结果与试验测得值相比较。 理论研究当工作介质为一维非粘性流体时,有无限个叶片的离心式扇风机产生的总压力可由欧拉公式求得。径向进口时,欧拉公式为: △P亡h。=pu:C:。(上) C。。=乏CZ。(5) 这样,装有有限数目叶片的叶轮产生的理论压力为: △P。]:二艺△P。h。(6) 当对比无限个(实线)和有限个(虚线)叶片的速度三角形时(图l),可以观察到如下结果:①日3WZ;③C3aZ。、,‘_.~C,___。兰用勺,·“““一t毓布日勺2。= Q初万可(...  (本文共2页) 阅读全文>>