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化学品船用液下硫磺泵的设计与研究
| 论文题名： | 化学品船用液下硫磺泵的设计与研究 |
| 关键词： | 液下硫磺泵;数值模拟;流-热耦合;热仿真;转子动力学 |
| 摘要： | 目前,国内需要大量进口硫磺以满足日益增长的需求。为解决进口运输问题,急需一批运输液态硫磺的船只。液态硫磺的运输不同于其他物品,必须配备专用硫磺运输泵。由于液态硫磺粘度随温度呈非正态变化,低于135℃硫磺凝固,高于155℃则粘度增加,液态硫磺只能在135℃～155℃间用泵输送。因此硫磺泵与介质接触的部位需要保温夹套以保持硫磺温度稳定。由于硫磺输送泵自身结构的特殊性,船用液下长轴硫磺泵普遍存在着性能差、轴承温度偏高、主轴容易断裂、振动剧烈等问题。因此如何提高长轴液下硫磺泵性能,解决轴承润滑冷却问题,进行泵轴的可靠性分析是当前的重要研究方向。 本文对带有径向导叶的船用液下长轴硫磺泵的结构设计、内部流场分析和泵轴转子动力学分析等进行了较为系统的研究,主要研究内容如下: (1)根据化学品船用液下硫磺输送泵的技术参数和使用情况,参照国外同类型泵的结构特点,进行液下硫磺泵的设计,包括总体结构、保温夹套、滑动轴承和滚动轴承的润滑冷却系统等,以及叶轮和导叶的水力模型; (2)应用Pro/Engineer软件对硫磺泵叶轮、导叶、轴、联轴器、轴承架等主要部件进行实体建模,利用其分析功能计算出转子系统各部件的质量、惯性量等质量属性。采用GAMBIT对硫磺泵水力模型的各部件进行网格划分,基于CFD软件对泵进行三维流场的数值模拟; (3)采用ANSYS-Workbench软件对硫磺泵进行受热分析,得出泵膨胀量及热应力; (4)对轴承发热量进行计算,并采用CFD软件对硫磺泵上轴承冷却系统进行流-热耦合计算,得出轴承冷却系统的温度分布; (5)采用ANSYS软件对液下硫磺泵泵转子系统进行模型建立、模态分析,得出前四阶的振型、临界转速,并对模态振型进行分析。计算出转子系统各部件不平衡量,并对转子系统不平衡量进行动力学谐响应分析,得出各轴承和叶轮节点的响应频谱图。 |
| 作者： | 胡俐 |
| 专业： | 流体机械及工程 |
| 导师： | 孔繁余 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 江苏大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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