基于流动模拟的多级离心泵叶轮应力变形分析.pdf

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1、204化工机械2014拄基于流动模拟的多级离心泵叶轮应力变形分析倪羽凤覃磊杜侠明王君(中国石油大学(华东)化学工程学院)摘要提出一种基于FLUENT和ABAQUS的多级离心泵叶轮受力变形分析方法，在FLUENT中对离心泵内的流动情况进行模拟，得到叶轮内介质力的分布规律；并将介质力作为叶轮受力的边界条件，在ABAQUS中对叶轮在工作运行工况下进行有限元分析，得到了叶轮的应力分布和变形规律，找到了叶轮的最大应力点和最大变形位置。研究结果表明：工作工况下叶轮前盖板变形较后盖板明显，叶轮轴向变形比周向变

2、形和径向变形大；叶轮空转工况下存在应力集中现象，离心力对叶轮的受力变形影响较大。关键词多级离心泵叶轮流动模拟应力分布变形规律中图分类号TQ051．21文献标识码A文章编号0254．6094(2014)024)204-04多级离心泵应用领域非常广泛，由于近年来1叶轮介质力载荷和有限元模型工业的飞速发展，离心泵向着高转速、大容量发1．1叶轮介质力载荷展，对叶轮的强度要求越来越高。叶轮的轻微破在FLUENT中，通过对多级离心泵工作过程坏(磨损)将导致叶轮的入口角、出口角变化，影进行流动模拟，得到叶轮内

3、的介质力分布如图1响泵的水利性能；严重破坏(断裂)将直接影响泵所示。叶轮前后盖板的压力分布相似，压力由叶的稳定运行，因此对多级离心泵叶轮进行强度分轮入口到叶轮出口逐渐变大；叶片的压力分布由析，对保证泵的稳定运行和指导泵结构设计具有入口到出口逐渐增大，且工作面的压力高于非工重要意义。文献[1，2]对叶轮内液体流动情况进作面的压力。行数值模拟；文献[3]对叶轮受到离心力作用的情况进行了分析，文献[4，5]对叶轮在受到介质压力和离心力情况下进行了受力变形分析；文献[6，7]对叶轮在受到介质压力，离心力

4、和剪应力的情况下进行了分析；但是以上文献没有对叶轮的全部受力进行耦合分析，载荷分析过于简化，与誊⋯』实际工作状态相差较大。a．叶片笔者考虑多级离心泵末级叶轮承受的介质力最大，所以对十级离心泵末级叶轮在空转和实际运行两种工况进行分析。分别考虑叶轮只受离心力和在介质力、离心力、前后盖板摩擦力耦合作用下的受力变形，提出了一种基于FLUENT和ABAQUS的多级离心泵叶轮有限元分析方法，能够准确得到叶轮的应力变形规律。b．叶轮前盖板山东省自然科学基金资助项目(ZR2011EEQ020)，青岛市科技发展计

5、划项目(12-14．7一(4)-jch)和中央高校基本科研业务费专项资金资助。倪羽凤，女，1988年8月生，硕士研究生。山东省青岛市，266580。226化工机械2014正StressTestingandAnalysisOfEccentricConicalShel1withoutHemandunderInternaIPressureLILi—xin，CAIJin-hui，CAIGang-yi，JINWei—ya(1．No．52ResearchInstitute，ChinaElectronicsT

6、echnologyGroupCo．，Hangzhou310012，China；2．ChinaJiliangUniversity，Hangzhou310018，China；3．ZhejiangProvincialSpecialEquipmentInspectionandResearchInstitute，Hangzhou310020，China；4．InstituteofProcessEquipmentandControlEngineering，ZhejiangUniversityofTechno

7、logy，Hangzhou310014，China)AbstractThestresstestingandfiniteelementanalysisofthesmallpressurevesselwitheccentricconicalstructurewereimplemented．Havingtheresultsfromtwomethodscomparedshowsthattheirstressdistributionisconsistentwiththedataresult．Thisver

8、ifiestheaccuracyoffiniteelementcalculation．Analyzingthedevia-tionbetweentwomethodsshowsthatwhentheangleofeccentricslantconicalshellstaysat30。to45。．theec-centricconicalshell’Sstructurewiththesameanglecanworkproperly．KeyWOrdspressurevessel，eccentriccon