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管道泵压力脉动及振动的研究
  • ISSN号:1671-4512
  • 期刊名称:华中科技大学学报(自然科学版)
  • 时间:2013.8.8
  • 页码:16-20
  • 分类:TH311[机械工程—机械制造及自动化]
  • 作者机构:[1]江苏大学流体机械及工程技术研究中心,江苏镇江212013, [2]格兰富水泵中国研发中心,江苏苏州215126
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(50825902,51009072);江苏省自然科学基金资助项目(BK2009218,BK2010347);江苏省博士创新基金资助项目(CXZZl2-0677).
  • 相关项目:带分流叶片离心泵流固耦合诱导振动特性研究
中文摘要:

为了研究管道泵内部的非定常压力脉动与振动的关系,采用商业软件对一比转速为221的管道泵进行内部全流场三维非定常数值模拟,计算得到不同流量工况下蜗壳内部及蜗舌附近区域的压力脉动特性.通过分析数值计算发现非设计工况下的压力脉动强度高于设计工况,蜗舌区域的压力脉动强度最大,叶片与蜗舌的动静干涉是产生压力脉动的主要原因;同时论证了压力脉动与蜗舌的螺旋角有关,非设计工况下的液流角与蜗舌螺旋角产生偏离,导致液流与蜗舌的强烈撞击.通过振动试验发现:非设计工况下的振动强度高于设计工况,叶频及其倍频是振动的主要激励频率,蜗舌附近区域的振动强度高于远离蜗舌区域,压力脉动的发展趋势与振动强度的发展趋势基本符合.这表明了压力脉动是管道泵产生振动的主要激励源.

英文摘要:

To understand the relationship between pressure pulsation of unsteady flow and vibration, the 3D unsteady flow numerical simulations were executed on an in-line circulator pump with specific speed 221 to successfully capture the pressure pulsation characteristics of volute and tongue in the dif- ferent flow rates conditions with commercial software. Numerical simulation results show that the phenomenon of amplitude of pressure pulsation in off-design conditions are higher than that of design point is uncovered, and the highest amplitude of pressure pulsation is generated near the tongue, which is caused by the interaction between blades and tongue. Moreover, it is demonstrate that the effect of pressure pulsation is related to the tongue angle, that is, in the off-design conditions, there is an angle deviation between outlet flow angle and tongue angle that makes intense impact between out- flow and tongue. Additionally, the vibration amplitudes in the off-design conditions are higher than that of design point, which is further approved by vibration test. The test also reveals that the blade passing frequency and its multi-frequencies are the domain frequencies for the pressure pulsation, and vibration amplitude of tongue area is higher than the area far away from tongue. Above all, the devel- oping trend of pressure pulsation is coincided with the developing trend of vibration amplitude, which can be concluded that pressure pulsation is a main contributor in the pump vibrations.

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期刊信息
  • 《华中科技大学学报:自然科学版》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中华人民共和国教育部
  • 主办单位:华中科技大学
  • 主编:丁烈云
  • 地址:武汉珞喻路1037号
  • 邮编:430074
  • 邮箱:hgxbs@mail.hust.edu.cn
  • 电话:027-87543916 87544294
  • 国际标准刊号:ISSN:1671-4512
  • 国内统一刊号:ISSN:42-1658/N
  • 邮发代号:38-9
  • 获奖情况:
  • 全国优秀科技期刊,首届国家期刊奖,第二届全国优秀科技期刊评比一等奖,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),美国数学评论(网络版),德国数学文摘,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
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