orc低温余热发电系统向心透平振动研究

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1、学校代码１０４５９学号或申请号２０１３１２２３２６７１＠密级科知１尖ｆ硕±学位论文ＯＲＣ低温余热发电系统向心透平振动研究＇作者姑違：李文龙导师姓違：魏新利教授学科口类：工学专业名称：化工过程机械工培养院系：化与能源学院完成时间：２０１６年４月Ａ化ｅｓｉｓｓｕｂｍｉｔｅｄ１：０ＺｈｅｎｇｚｈｏｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｆｏｒｔｈｅｄｅｇｒｅｅｏｆＭａｓｔｅｒＶｉｂｒａｔｉｏｎＳｔｕｄｙｏｎｔｈｅＲａｄｉａｌＩｎｆｌｏｗＴｕｒｂｉｎｅｆｏｒＯＲＣＬｏｗＴｅｍ巧ａｔｕｒｅＷａｓｔｅ

2、Ｈｅａｔ民ｅｃｏｖｅｒＳｓｔｅｍｐｙｙＢＷｅｎｌｏｎＬｉｙｇＳｕｅｒｖｉｓｏｒ：Ｐｒｏｆ．ＸｉｎｌｉＷｅｉｐＣｈｅｍｉｃａｌＰｒｏｃｅｓｓＥｉｄｍｅｎｔｑｐＳｃｈｏｏｌｏｆＣｈｅｍｉｃａｌＥｎｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＥｎｅｒｇｇｙＡｒｉｌ２０１６ｐ，原创性声明：本人郑重声明所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中己经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集。。体，均己在文中Ｗ明确方式标明本声明的法律责任由本人承

3、担学位论文作者：曰期：＞年＾月曰／＜学位论文使用授权声明。本人在导师指导下完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属郑州大学根据郑州大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留或向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅；本人授权郑州大学可Ｗ将本学位论文的全部或部分编入有关数据库进行检索，可Ｗ采用影印、缩印或者其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。本人离校后发表、使用学位论文或与该学位论文直接相关的学术论文或成果时一署名单位仍然为郑，第州大学。保密论文在解密后应遵守此规定。学位论文作者：曰期；心；／／年ｙ月。曰＾＾？

4、巧要本文对适用于有机朗肯循环（ＯＲＣ）低温余热发电系统的向也透平进行了振动模拟分析，模拟时载荷的设定由实验数据而得，利用仿真平台ＡＮＳＹＳＷｏｒｋｂｅｎｃｈ对向也透平进行了流固稱合分析和谐响应分析。主要研究内容如下：１．向也透平所受扭矩实验研究。在６０％额定质量流量下，采用反１２３有机工质，向也透平在５３０００ｒｐｍ附近转动，在该工况下向也透平所受扭矩最大值为’‘ｍ‘ｍ１．５９Ｎｍ、最小值为１．２７Ｎ、平均值为１．４６Ｎ。扭矩波动的原因在于有机工一质累采用的是液压隔膜系，属于往复累的种。２。．对向也透平进行了流固賴合分析结果表明；沿着径向方向

5、，等效应力逐渐减小，３４．３２Ｍ，变形量逐渐增大；在额定转速下最大等效应力为Ｐａ，发生在叶片叶根处，远小于材料的屈服强度，最大变形量为０．００３１４ｍｍ，发生在叶轮进口处，远小于叶轮页顶间隙０．５ｍｍ。３．对向也透平及轴进行了模态分析。结果表明；在额定转速Ｗ内，有６阶固有频率，分别为３８５８Ｈｚ、３％０Ｈｚ、４４９８Ｈｚ、７５０５Ｈｚ、９２６８Ｈｚ、９２７２Ｈｚ，模态振型主要为轴向振动及弯曲振动￣口阶固有频。第７率对应的转速区域为一６￣ｍ７３７３６７９８７ｒｐ，其振动形式均为叶片的弯扭振动，此转速区域是个较强的共振区域。４．将向也透平受到的外界

6、载荷简化为简谐载荷，对向也透平及轴进行了谐响一应分析。结果表明；叶轮远端轴承安装（连接联轴器的轴端）表面在转速为ＫＷ５ｒｐｍ会发生振动幅值过大的现象，其振幅极大值为０．９２７ｍｍ，过大的振动会对联轴器造成损坏，但此表面不会发生应力过大的现象。叶轮近端轴承安装表面在转速２６４８８ｉ下，会发生等效应力幅值过大的现象，大小为２６０．８ＭＰａｐｍ，仅次于材料的屈服强度，向也透平长时间在此转速下运转有可能会发生轴疲劳断裂现象。叶片吸力面和压力面在转速２６４８８ｒｐｉｎ下，会发生振动振幅过大的现象，表现为轴向振动，振幅极大值为０．６０３ｍｍ，向也透平在转速为２６４８

7、８ｉｐｍ下运转将有可能发生叶片与蜗壳碰撞的现象。为了设备的安全，建议向也透平应避免在转速为１５９７５ｒｐｍ及２６４８８ｉｐｍ附近长时间运转。关键词、透平振动流固賴合模态谐响应：向屯ＩＡｂｓｔｒａｃｔＡｂｓｔ巧ｃｔＴｈｅＶ化ｒａｔｉｏｎｓｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎａｌｙｓｉｓｏｆ出ｅｒａｄｉａｌｉｎｆｌｏｗｔｕｒｂｉｎｅｗｈｉｃｈｉｓａｐｐｌｉｅｄｉｎＯｒａｎｉｃＲａｎｋｉｎｅＣｃｌｅＯＲＣｗａｓｔｅｈｅ