Компьютерное моделирование и исследование параметров виброактивности центробежного погружного насоса

Аннотация

В статье рассмотрены динамические характеристики одного из ответственных частей центробежного насоса, вала ротора, для анализа была использована САПР высшего уровня NASTRAN модуль PATRAN. Составлена расчетная механическая схема, определены силовые факторы, возмущающие колебания ротора. По аналитическим формулам найдены значения   осевой, радиальной и гидродинамической сил, действующие на рабочее колесо и вал насоса. При заданных граничных условиях в КЭ модели и выбранного метода определения собственных колебаний, численное решение уравнений свободных и вынужденных колебаний найдены с использованием алгоритмов программы NASTRAN. Определение собственных колебаний ротора проводилось с помощью метода Ланцоша, для оценки динамической устойчивости вала были определены напряженно-деформированное состояние вала, его перемещений при статических нагрузках, а также необходимое для этой оценки частота и форма собственных колебаний ротора. Определены и проанализированы амплитудно-частотные характеристики системы на возмущение внешними силами на оборотной и лопаточной частоте. Используя амплитудные параметры вынужденных колебаний, был определен   коэффициент динамического усиления ротора. На основании амплитудно-частотных параметров обоснован выбор количества лопаток для рабочего центробежного колеса насоса. Приведена методика компьютерного моделирования и определения параметров виброактивности роторного вала погружного центробежного насоса.