离心泵振动噪声分析及声优化设计研究

本文详细论述了钮扣自动包装机的执行系统、控制系统、监控系统的基本设计思想和设计方法,所研发的结构声优化是振动与噪声控制领域的一个重要研究方向。本文以IS100-65-315离心泵为具体研究对象,对结构噪声预测与优化控制进行了初步的研究。主要工作包括:离心泵内部流道模型的建立,离心泵内部流场分析（径向力的计算）;离心泵振动有限元建模的研究,声学边界元建模的研究;:基于有限元方法的离心泵振动响应分析,基于边界元方法的辐射噪声预测;离心泵底座加厚后的辐射噪声预测。 论文首先对前人在振动和噪声控制研究方向的成果作了概述,明确了本文研究工作的重点和需要解决的主要问题,然后对有限元法和本文用到的有限元软件（CFX、Patran/Nastran和Sysnoise）进行了介绍。 本文研究了IS100-65-315离心泵的内部流场,根据离心泵叶轮通道的几何和流场特点,探讨了离心泵叶轮通道的结构化网格划分中的一些处理方法,同时应用标准k-ε紊流模型对离心泵叶轮内部的三维紊流流动进行了雷诺平均N-S方程的数值计算与分析。分析了离心泵叶轮旋转对流速分布,压力分布的影响,研究了离心泵叶轮通道内流动规律,得出了作用于蜗壳上的径向力变化规律。在只考虑受径向力作用下,用有限元分析软件Patran/Nastran中进行了离心泵的振动响应分析。计算离心泵受到激励时的振动位移、振动速度;并把在Patran/Nastran中建立的有限元模型和计算的振动速度导入Sysnoise中进行辐射声场分析,计算辐射声场中场点的声压值和声压级,同时研究离心泵部分形状改变对离心泵结构辐射噪声功率的影响。本文研究所采用的方法和得出的结论对其他学者在这一领域的研究具有参考价值。
 
   离心泵有立式、卧式、单级、多级、单吸、双吸、自吸式等多种形式。其主要的工作原理有：离心是物体惯性的表现。比如雨伞上的水滴，当雨伞缓慢转动时，水滴会跟随雨伞转动，这是因为雨伞与水滴的摩擦力做为给水滴的向心力使然。但是如果雨伞转动加快，这个摩擦力不足以使水滴在做圆周运动，那么水滴将脱离雨伞向外缘运动。就象用一根绳子拉着石块做圆周运动，如果速度太快，绳子将会断开，石块将会飞出。这个就是所谓的离心离心泵就是根据这个原理设计的。高速旋转的叶轮叶片带动水转动，将水甩出，从而达到输送的目的。 

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