首页 > 学术论文

转炉煤气鼓风机叶轮动力学与裂纹分析

来源:论文学术网
时间:2024-08-18 21:59:54
热度:

转炉煤气鼓风机叶轮动力学与裂纹分析【摘要】:钢铁行业在我国发展迅速,风机在钢铁厂使用越来越广泛,对风机结构的性能要求也变得更高。厂房中的风机在其频繁的使用过程中,均出现了不同程度的

【摘要】:钢铁行业在我国发展迅速,风机在钢铁厂使用越来越广泛,对风机结构的性能要求也变得更高。厂房中的风机在其频繁的使用过程中,均出现了不同程度的裂纹,严重危害生产安全。转炉煤气鼓风机是用于将旋转产生的机械能,转换成煤气总压增加而使煤气连续流动的动力驱动机械,保证风机的安全使用是钢铁生产中的重要工作之一。课题通过对某钢厂的离心风机进行力学分析的研究和流场分析,提出针对裂纹问题的维护加固策略,并确定最终的方案实施,保证风机裂纹问题解决的有效性。 首先,对风机结构力学的分析,叶轮在工作状态下,由于材料本身、转子振动或者加工工艺等原因,都很可能产生表面裂纹。并对叶轮转子各部件进行强度校核,分别计算出对应的安全系数值,找到强度是否是裂纹产生原因之一。对风机表面加固,重新计算强度,分析强度的改变。 其次,建立双吸式离心风机的三维仿真分析模型,应用ANSYS有限元分析软件分别进行静、动态特性分析。通过静态分析,了解风机叶轮结构的应力分布状态,确定叶轮产生裂纹的应力中区域以及最大应力值;通过模态分析,提取叶轮的固有频率及振型图,了解叶轮转子结构的弯曲刚度和扭转刚度的分布情况; 最后,利用Fluent软件对风机内流场进行定常的数值模拟,获得叶轮转子与蜗壳流域的气流压力脉动情况,观察叶轮流场的特征现象并分析。通过叶轮的单向流固耦合模拟来研究定常气动力对叶轮振动特性的影响,为风机设计及安全运行提供理论依据。 【关键词】:离心风机 强度校核 有限元分析 气动力 单向流固耦合
【学位授予单位】:武汉科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TF341.1
【目录】:
  • 摘要4-5
  • Abstract5-9
  • 第1章 绪论9-16
  • 1.1 课题的研究背景及研究意义9-10
  • 1.2 国内外研究现状分析10-13
  • 1.3 研究的目标及内容13-15
  • 1.3.1 研究内容13-14
  • 1.3.2 主要研究目标14
  • 1.3.3 研究的技术路线14-15
  • 1.4 本章小结15-16
  • 第2章 有限元分析与 CFD 的基本理论16-23
  • 2.1 有限元分析理论及软件介绍16-19
  • 2.1.1 有限元分析的理论基础16-18
  • 2.1.2 ANSYS 软件基本介绍18-19
  • 2.2 计算流体力学的基本理论19-22
  • 2.2.1 CFD 的理论研究19-20
  • 2.2.2 流体的动力学控制方程20-21
  • 2.2.3 控制方程的离散化方法21-22
  • 2.3 本章小结22-23
  • 第3章 风机叶轮的强度研究23-40
  • 3.1 风机概况23-24
  • 3.2 离心风机强度计算24-39
  • 3.2.1 原转子强度计算25-37
  • 3.2.2 方案改进后强度计算37-39
  • 3.3 本章小结39-40
  • 第4章 离心风机的有限元分析40-49
  • 4.1 风机叶轮结构的静态分析40-44
  • 4.1.1 仿真计算 CAE 模型40-42
  • 4.1.2 参数的基本设置与载荷施加42-43
  • 4.1.3 仿真结果与分析43-44
  • 4.2 风机结构模态分析44-47
  • 4.2.1 参数的设置和提取模态方法选择44-45
  • 4.2.2 仿真结果与分析45-47
  • 4.3 现场实施47
  • 4.4 本章小结47-49
  • 第5章 风机内流场以及流固耦合模拟49-63
  • 5.1 风机内流问题的求解方法49-50
  • 5.2 Gambit 与 Pro/E 的集成50-53
  • 5.3 数值模拟结果与分析53-58
  • 5.4 叶轮单向流固耦合模拟58-61
  • 5.4.1 流固耦合过程58-60
  • 5.4.2 结构场结果分析与比较60-61
  • 5.5 本章小结61-63
  • 第6章 全文总结与展望63-65
  • 6.1 全文总结63
  • 6.2 展望63-65
  • 致谢65-66
  • 参考文献66-70
  • 附录 1 攻读硕士学位期间发表的论文70-71
  • 附录 2 攻读硕士学位期间参加的科研项目71-72
  • 详细摘要72-76


您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

考虑气动载荷的轴流通风机叶轮强度的有限元分析    李嵩,瞿鑫,朱之墀,刘江林

两种离心通风机叶轮零部件强度计算方法的比较分析    蔡建程;袁民健;卢傅安;祁大同;邱长安;

离心通风机内部压力场和流场的分析    田贵昌;李宝宽;陈中才;

离心鼓风机开式叶轮的强度分析与改造    杨晔晖;

半开式离心压缩机叶轮叶片单向流固耦合分析    吴海燕;张朝磊;黄淑娟;

基于有限元法的离心风机叶轮强度分析与结构优化    丁铁华;

离心通风机叶轮强度的二次计算法及其应用    杨朝刚

旋转机械常见故障诊断的非线性动力学研究综述    朱亮;向家伟;宋宜梅;

轴流风机研究现状及发展趋势    王永生;陈虎;刘建永;

大型离心鼓风机叶轮强度分析与结构改进    张永海;肖俊峰;邓清华;

风电叶片复合材料压缩损伤破坏声发射监测    周伟;张晓霞;韦子辉;钟旸;

基于有限元模态技术的某电机转子系统的共振分析    颜士伟;余世浩;

集装箱船机舱轴流风机噪声治理探讨    任晓莉,薛震远,叶家玮

船用低噪声离心式通风机研究    张丽民,李宝华,杨志华

离心式风机机翼型叶轮的造型研究    宁小波;杨汉生;朱仁义;

益阳电厂300MW机组排粉风机节能改造研究    左宁心;舒展;王良超;

柴油机喷嘴内部燃油流动特性分析    房颖;李博;

KZ4A型机车冷却塔风机内部流场数值模拟与改进设计    高平;付猛;

大型离心压缩机闭式叶轮动力特性分析    关振群;王鄢;杨树华;刘万青;刘亚丽;王斌;张长海;周芒;张昭;

通风机改造及变型设计    李强,王艳平

干熄焦循环气体流量调节方式与节能分析    陈超;

基于知识的故障诊断模型研究    肖小锋;蔡金燕;马飒飒;

充气膜结构的内压设定与设备设计初步    王珏;吴明儿;罗晋;张其林;

基于Matlab与Delphi的风机性能测试与故障诊断系统    贾庆功;

2~#高炉出铁场除尘风机故障诊断及分析处理    吴益军;

冷筛除尘风机的故障诊断与分析    刘权;方伟新;赵朝霞;

烧结机漏风治理探讨    张锴;

降低烧结风机电耗的生产实践    高新州;冯周宏;赵秀丽;

风压开关在强鼓热水器上的应用    汪顺遂;毛远明;焦成华;

气体钻井中水平井段岩屑床控制的一种新方法    姚建林;韩烈祥;狄勤丰;

离心风机多目标优化及旋转失速机理研究    张磊

基于模态分析的木塑复合板材振动特性研究与缺陷识别    倪松远

气体钻井环空流场分析及岩屑对管柱的冲蚀特性研究    姚建林

可压缩流体计算中的浸入边界方法及其应用    刘剑明

钢板剪力墙抗震性能的试验与理论研究    李峰

离心压缩机无叶扩压器失速与系统喘振先兆分析研究    高闯

内燃机增压离心压气机多工况通流设计方法研究    陈涛

时间步进自由尾迹方法建模及水平轴风力机气动性能分析    周文平

水下机器人近水面横遥减摇控制策略研究    潘立鑫

小波数值方法在船舶流体力学中的若干应用    赵勇

轴流式转子轮毂关键部位的有限元分析    李庆亮

罗茨鼓风机低噪声结构与内流数值模拟研究    郭晓斌

罗茨鼓风机振动噪声分析与数值模拟研究    何敬玉

叶栅附体对直叶水轮机的性能干扰研究    孟巧

机床结构设计方法研究及在立柱设计中的应用    马超

岗曲河一级水电站厂房后边坡开挖与支护稳定性分析    刘凤

3WF-8型风送式果园喷雾机的试验研究    郭峰

汽车动力转向器的流体力学特性及其吸油装置的研究    周香

高强度桥梁钢Q460q焊接性能研究    王立

类客车体气动特性及减阻措施的试验研究和数值模拟    李士伟

探析量纲分析法及其应用    胡云;

转子系统支承松动的非线性动力学及故障特征    李振平,罗跃纲,姚红良,闻邦椿

动态油膜-转子系统的支座松动故障研究    张靖,李鹤,闻邦椿

基于模态扩展与谐波分解的转子碰摩故障精确诊断    于涛;韩清凯;孙伟;闻邦椿;

基于等效剩磁法的永磁电动机转子偏心磁场解析计算    张冉;王秀和;杨玉波;王道涵;

基于DSO-2100的异步电机转子偏心故障检测与诊断    孙立军,吕志香,刘海丽,张春喜

大型水轮发电机转子偏心对单元件横差保护影响的分析    诸嘉慧,袁新枚,邱阿瑞,王维俭,刘志强,郭玉恒

汽轮发电机组转子碰摩振动的理论分析及实例    张善鹏,周广顺

基于HHT的转子横向裂纹故障诊断    胡劲松,杨世锡

转子碰摩故障振动时频特征的实验研究    胡爱军;安连锁;唐贵基;

基于声发射技术的PE/PE自增强复合材料损伤检测研究    张同华

对旋式轴流通风机的仿真    袁莉

大流量离心压缩机首级叶轮流固耦合数值模拟    王毅

基于不同湍流模型的离心泵内部流场数值模拟与分析    杨倩

延长风机叶轮寿命的一种措施    徐庆忠

离心风机叶轮的修复    陈从华

图表3-17 通风机叶轮的设计    

玻璃钢通风机叶轮结构设计及成型    陆宏文

改型结构风机叶轮在65吨锅炉上的应用    叶光华;

烧结鼓风机叶轮的焊接    赵健仓;邱新德;

拆卸风机叶轮妙法    冯忠印

延长风机叶轮使用寿命的方法    韩瑞华

影响通风机叶轮平衡校正准确性的因素分析    巨广刚

风机叶轮叶片端部加厚    王红东

除尘风机叶轮修理实践    陈建东;张建明;陈善海;

大型烧结风机叶轮强度分析及改进研究    乔社宁;张海存;周亚锋;刘建平;惠静妮;

风机叶轮静平衡的测试    刘强;杨万有;朱俊利;

煤气鼓风机叶轮挂灰原因分析及解决措施    徐令喜;马继波;

高压气淬炉风机叶轮的设计及数值模拟    刘俊祥;杜春辉;周新宇;

鼓风机叶轮开裂失效分析    王志明;王亚勤;薛松海;

程潮铁矿回热风机叶轮创国优    石新兵

一片风机叶轮带来的效益    本报记者 李红梅

杭钢实现加热炉引风机叶轮在线动平衡校正    周炜 李明

一起机械原因引起的电气“故障”    洪荷娟

离心风机叶轮内两相流数值模拟与粘灰机理分析    谢明亮

离心风机叶轮内气固两相流动及叶片磨损研究    梅丹

离心风机叶轮附加小叶片长度的优化研究    王建

矿用风机叶轮加工过程资源环境属性分析与多目标决策    刘爱军

G4-73№8D风机叶轮改造数值模拟与实验研究    张健

转炉煤气鼓风机叶轮动力学与裂纹分析    曾璐

除尘系统引风机粘灰振动分析及清灰系统优化    杨彦

风机叶轮动平衡检测及分析系统的研制    谭霞