orc低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)向心透平振動研究

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1、學(xué)校代碼１０４５９學(xué)號或申請?zhí)枺墸玻埃保常保玻玻常玻叮罚保崳姡烂埽壖墸墸崳娍浦奔猓妫崳姶T±學(xué)位論文ＯＲＣ低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)向心透平振動研究＇作者姑違：李文龍導(dǎo)師姓違：魏新利教授學(xué)科口類：工學(xué)專業(yè)名稱：化工過程機械工培養(yǎng)院系：化與能源學(xué)院完成時間：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，原創(chuàng)性聲明：本人鄭重聲明所呈交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，獨立進行研究所取得的成果。除文中己經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的科研成果。對本文的研究作出重要貢獻的個人和集。。體，均己在文中Ｗ明確方式標明本聲明的法律責(zé)任由本人承

3、擔(dān)學(xué)位論文作者：曰期：＞年＾月曰／＜學(xué)位論文使用授權(quán)聲明。本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下完成的論文及相關(guān)的職務(wù)作品，知識產(chǎn)權(quán)歸屬鄭州大學(xué)根據(jù)鄭州大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留或向國家有關(guān)部口或機構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱；本人授權(quán)鄭州大學(xué)可Ｗ將本學(xué)位論文的全部或部分編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進行檢索，可Ｗ采用影印、縮印或者其他復(fù)制手段保存論文和匯編本學(xué)位論文。本人離校后發(fā)表、使用學(xué)位論文或與該學(xué)位論文直接相關(guān)的學(xué)術(shù)論文或成果時一署名單位仍然為鄭，第州大學(xué)。保密論文在解密后應(yīng)遵守此規(guī)定。學(xué)位論文作者：曰期；心；／／年ｙ月。曰＾＾？

4、巧要本文對適用于有機朗肯循環(huán)（ＯＲＣ）低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)的向也透平進行了振動模擬分析，模擬時載荷的設(shè)定由實驗數(shù)據(jù)而得，利用仿真平臺ＡＮＳＹＳＷｏｒｋｂｅｎｃｈ對向也透平進行了流固稱合分析和諧響應(yīng)分析。主要研究內(nèi)容如下：１．向也透平所受扭矩實驗研究。在６０％額定質(zhì)量流量下，采用反１２３有機工質(zhì)，向也透平在５３０００ｒｐｍ附近轉(zhuǎn)動，在該工況下向也透平所受扭矩最大值為’‘ｍ‘ｍ１．５９Ｎｍ、最小值為１．２７Ｎ、平均值為１．４６Ｎ。扭矩波動的原因在于有機工一質(zhì)累采用的是液壓隔膜系，屬于往復(fù)累的種。２。．對向也透平進行了流固賴合分析結(jié)果表明；沿著徑向方向

5、，等效應(yīng)力逐漸減小，３４．３２Ｍ，變形量逐漸增大；在額定轉(zhuǎn)速下最大等效應(yīng)力為Ｐａ，發(fā)生在葉片葉根處，遠小于材料的屈服強度，最大變形量為０．００３１４ｍｍ，發(fā)生在葉輪進口處，遠小于葉輪頁頂間隙０．５ｍｍ。３．對向也透平及軸進行了模態(tài)分析。結(jié)果表明；在額定轉(zhuǎn)速Ｗ內(nèi)，有６階固有頻率，分別為３８５８Ｈｚ、３％０Ｈｚ、４４９８Ｈｚ、７５０５Ｈｚ、９２６８Ｈｚ、９２７２Ｈｚ，模態(tài)振型主要為軸向振動及彎曲振動￣口階固有頻。第７率對應(yīng)的轉(zhuǎn)速區(qū)域為一６￣ｍ７３７３６７９８７ｒｐ，其振動形式均為葉片的彎扭振動，此轉(zhuǎn)速區(qū)域是個較強的共振區(qū)域。４．將向也透平受到的外界

6、載荷簡化為簡諧載荷，對向也透平及軸進行了諧響一應(yīng)分析。結(jié)果表明；葉輪遠端軸承安裝（連接聯(lián)軸器的軸端）表面在轉(zhuǎn)速為ＫＷ５ｒｐｍ會發(fā)生振動幅值過大的現(xiàn)象，其振幅極大值為０．９２７ｍｍ，過大的振動會對聯(lián)軸器造成損壞，但此表面不會發(fā)生應(yīng)力過大的現(xiàn)象。葉輪近端軸承安裝表面在轉(zhuǎn)速２６４８８ｉ下，會發(fā)生等效應(yīng)力幅值過大的現(xiàn)象，大小為２６０．８ＭＰａｐｍ，僅次于材料的屈服強度，向也透平長時間在此轉(zhuǎn)速下運轉(zhuǎn)有可能會發(fā)生軸疲勞斷裂現(xiàn)象。葉片吸力面和壓力面在轉(zhuǎn)速２６４８８ｒｐｉｎ下，會發(fā)生振動振幅過大的現(xiàn)象，表現(xiàn)為軸向振動，振幅極大值為０．６０３ｍｍ，向也透平在轉(zhuǎn)速為２６４８

7、８ｉｐｍ下運轉(zhuǎn)將有可能發(fā)生葉片與蝸殼碰撞的現(xiàn)象。為了設(shè)備的安全，建議向也透平應(yīng)避免在轉(zhuǎn)速為１５９７５ｒｐｍ及２６４８８ｉｐｍ附近長時間運轉(zhuǎn)。關(guān)鍵詞、透平振動流固賴合模態(tài)諧響應(yīng)：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