余热排出泵叶轮流固耦合特性分析

来源：农业工程学报杂志2017年第9期北京时间：

作者：尹庭赟,裴吉,袁寿其,王文杰,

摘要：余热排出泵长期在高温高压环境下运行，其结构的可靠性对整个机组的安全运行有着重要的影响。该文采用单向流固耦合方法研究了几种常用材料及增加叶轮盖板厚度对转子结构动力学特性的影响，同时对比了常温和高温下叶轮的振动特性。结果表明，余热排出泵高温运行时，叶轮的第1阶固有频率为394.17 Hz，较常温下升高了2.28%，远高于叶轮叶片通过频率。在各阶模态振型下，1Cr13MoS叶轮固有频率最大，ZG225-450叶轮固有频率最小。设计工况和偏工况下叶轮的应力及变形变化趋势基本一致，叶轮的变形随半径的增加而不断增大，最大变形量出现在后盖板叶轮出口处。叶轮的应力分布不均，最大应力均出现在叶片尾缘与后盖板接合处。沿着前盖板和叶片接合线，应力的峰值随前盖板厚度增加而减小。沿着后盖板和叶片接合线，增加后盖板厚度明显减小了应力峰值。高温和常温应力变化趋势基本一致，但是高温下叶轮应力明显高于常温。尤其在叶轮进口处附近，高温应力相对于常温应力增加超过300%。该研究结果为下一步进行更加复杂的动力学分析、疲劳分析以及结构优化提供参考。

关键词：泵, 叶轮, 动力学, 余热排出泵, 盖板厚度