关于螺旋搅拌装置稳定性优化设计仿真研究-论文.pdf

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1、第32卷第o6期计算机仿真2015年06月文章编号：1006—9348(2015)06—0208—04关于螺旋搅拌装置稳定性优化设计仿真研究王旭东，张贤明(1．重庆工商大学废油资源化技术与装备教育部工程研究中心，重庆400067：2．重庆工商大学机械工程学院，重庆400067)摘要：针对螺旋搅拌桨旋转工作时产生的共振容易导致桨叶结构破坏的问题，为提高螺旋搅拌装置的稳定性，充分考虑桨叶流固耦合场效应，通过研究流场及桨叶不同安装位置对桨叶性能的影响，提出了螺旋搅拌桨叶的结构参数优化及稳定性分析方法，设计出了具有优越稳定性特征的螺旋搅拌装置。借助F

2、LUENT和ANSYS软件，在某工况下对设计螺旋搅拌桨叶的流场性能及结构载荷进行数值模拟，对搅拌桨叶的固有模态和预应力模态等稳定特征进行了仿真分析，得到了流固耦合场对搅拌桨叶的振动频率和振型的影响，给出了螺旋搅拌桨的各阶振动频率及振型变形分布。研究结果表明，设计螺旋搅拌桨在各种工作工况下能够有效的避开了共振现象发生，具有较好的稳定性。关键词：螺旋搅拌桨；流固耦合；稳定性；设计仿真中图分类号：TH128文献标识码：BOptimizationDesignandSimulationResearchofMixingImpellerStabilityW

3、ANGXu—dong一．ZHANGXian—ming(1．EngineeringResearchCentreforWaste0ilRecoveryTechnologyandEquipment，MinistryofEducation，ChongQingTechnologyandBusinessUniversity，Chongqing400067，China；2．CollegeofMechanicalEngineering，ChongQingTechnologyandBusinessUniversity，Chongqing400067，China

4、)ABSTRACT：Tosolvethedamageproblemcausedbyresonanceofmixingimpeller，theeffectoffluid—solidCOU—piingwasstudiedbasedonthestabilitytheoryofmixingimpellerinthepaper．Thestructuraloptimizationandstabili—tyanalysismethodsofmixingimpellerwerepresented，theinstallationpositionandflowf

5、ieldofimpellerwerestud—ied．Thenonemixingimpellerwithgoodstabilitywasobtained．ThefluidperformanceandstructuralloadsofmixingimpellerweresimulatedunderoneworkingconditioninindustrialoilfieldusingFLUENTandANSYSsoftware．Thepre—stressedmodalofmixingimpellerwassolvedatthesameworki

6、ngcondition．Therelationbetweenthenaturalandpre—stressedmodalofmixingimpellerwascomparedandanalyzed，andtheinfluenceofindustrialoilfieldonmixingimpellermodalwasdiscussed．Theresultsshowthatthedesignmixingimpellercanavoidtheresonanceeffec—tireandthemethodpresentedinthispaperisr

7、eliable．KEYWORDS：Mixingimpeller；Fluid—solidcoupling；Stability；Designandsimulation废油中的颗粒状杂质，为后续的进一步净化处理做准备。由1引言于工业废油净化时的单批处理量较大以及油的粘度较高，因搅拌装置是工业废油净化设备中的一个关键组成部分，此，对搅拌装置的力学性能和结构特征都提出了很高的要其目的是使废油与吸附剂得到充分的混合，最大程度的去掉求。作为搅拌装置的核心部件，螺旋搅拌桨叶属于薄翼、悬臂结构，搅拌时会产生一定的振动，这种振动不但会加速搅基金项目：中国博士后科

8、学基金面上资助项目(2012M511902)；重庆拌叶片的损坏，影响其使用寿命，同时，如果其振动频率与搅市教委科学技术研究项目(KJ120722)；重庆工商大学青年