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液体中圆柱转子旋转运动的阻力研究
| 论文题名： | 液体中圆柱转子旋转运动的阻力研究 |
| 关键词： | 圆柱转子;旋转运动;试验装置;流体摩擦阻力;舰船用电机 |
| 摘要： | 为了满足某研究所对舰船材料腐蚀研究的需要，我们为其设计了动态转子加速腐蚀模拟试验装置，在装置设计过程中，为了选择合适的电机，需要对转子在液体中旋转运动受到的阻力进行研究，以确定所需电机的扭矩与功率。 本文通过理论计算、试验验证与仿真分析三个方面综合研究了圆柱转子在液体中旋转运动受到的摩擦阻力。首先，以边界层理论与量纲分析法为基础，参考Prandtl-Schlichting公式，分析了圆柱转子流体阻力，得到了转子在单位面积上受到的摩擦阻力与整个圆柱转子系统的阻力矩计算公式。然后，设计了圆柱转子流体摩擦阻力试验，利用试验数据对计算公式中的待定系数进行了最小二乘法拟合，得到了比较精确的阻力矩计算公式。公式计算结果与20组不同直径、不同厚度的圆柱转子在不同转速下的试验数据进行对比均能很好的吻合，说明提出的理论计算方法是可行的。另外通过分析得出，转子阻力矩约与转速的平方成正比，与转子厚度成线性关系，约与直径的四次方成正比。最后，利用 Ansys Workbench14.0中的Fluent对转子周围流场进行了建模仿真，并与理论计算结果、试验阻力矩数据进行了对比与分析。 通过对液体中圆柱转子旋转运动受到的流体摩擦阻力与阻力矩的分析与计算，为冲刷腐蚀试验装置的设计提供了理论依据；得到了20组圆柱转子与6组非圆柱转子在不同转速下的试验数据，为后续的流体力学研究提供了试验依据；得到了比较精确的圆柱转子流体摩擦阻力与阻力矩计算公式，使流体力学摩擦阻力相关理论得到了验证、补充与发展。 |
| 作者： | 高善群 |
| 专业： | 机械制造及其自动化 |
| 导师： | 韩红彪 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 河南科技大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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