冷却塔水轮机转轮结构及模态分析

作     者：陈小翠 郑源 陈文杰 李桂林 

作者机构：河海大学能源与电气学院 河海大学水利水电学院 

出 版 物：《华中科技大学学报(自然科学版)》 (Journal of Huazhong University of Science and Technology(Natural Science Edition))

年 卷 期：2021年

核心收录：

学科分类：080703[工学-动力机械及工程] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 0815[工学-水利工程] 

基　　金：中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(2018B05614) 

主　　题：冷却塔水轮机 转轮 流固耦合 静应力 强度分析 湿模态分析 

摘      要：基于Ansys Workbench平台，考虑不同工况及不同水轮机材料，对某冷却塔水轮机转轮进行流固耦合分析，通过对转轮过流面及叶片的水压力分布计算，将得到的水压力载荷加载到转轮叶片上，进行转轮体结构分析，得出不同工况和材料下转轮的应力分布及变形情况；并通过对转轮进行干湿模态分析，得到转轮在两种情况下的固有频率和振型，并通过试验验证数值模拟结果。研究结果表明：各种工况下，转轮的最大静应力和最大位移随着流量的增加而增加，均出现在转轮叶片进水边处；材料为ZG;Cr;Ni;CuMo时结构的变形量更小，且质量更轻，更适用于冷却塔水轮机；将转轮的固有频率与各水力激振力频率比较，两者频率值相差较大，发生共振的可能性较小。数值分析结果为冷却塔水轮机强度及振动的校核与预测提供了有效依据，并为转轮结构优化、材料设计提供参考。