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鼓风机动态应力监测

作　者: 李艳磊
导　师: 张昕
学　校: 长安大学
专　业: 机械制造及其自动化
关键词: 叶片动应力离心式鼓风机 ANSYS 光纤光栅
分类号: TH44
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 27次
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内容摘要

离心鼓风机是煤化工厂煤气净化、废水处理等系统中的关键设备,它的运行是否稳定、安全可靠,直接影响着煤化工厂的正常生产及对居民生活用能的供给。叶片作为鼓风机的关键部件,其运行状态的好坏决定着鼓风机的性能,对叶片的运行状态进行监测有着重要的意义。本文的主要研究成果如下：首先,通过分析已有的叶片动态监测方法,主要包括接触式和非接触式测量方法,分析了它们各自的优缺点,结合新型的光纤光栅技术,提出了一种新的叶片动应力监测方法,即基于光纤光栅的鼓风机叶片动态监测方法。本文提出的鼓风机叶片动应力监测系统是由光纤光栅传感器、光纤光栅解调仪和光纤旋转连接器组成。其次,通过PROE三维计算机软件,建立离心式鼓风机叶轮的三维模型,并采用大型有限元分析软件ANSYS对离心式鼓风机叶轮在不同角速度下,进行了静应力分析,得到其最大应力分布区域,为光纤光栅传感器粘贴提供依据。最后,该监测方法在现场对鼓风机叶片的进出口应力进行了实际应用,并详细介绍了光纤光栅传感器的粘贴方法。最后通过对某离心式鼓风机实验模型现场实验数据的分析,得到如下结论：在工作范围内,鼓风机叶片的应力随着转速的增加而增大,而其进风口处应力增大更为明显,但是应力和转速之间并非线性对应关系。将光纤光栅传感技术用于叶片应力监测,测量结果真实可靠,为旋转机械的叶片动应力监测提供了新的方向。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-9
第一章绪论  9-13
  1.1 课题背景与研究意义  9-10
  1.2 叶片状态监测研究的国内外现状  10-11
  1.3 本文的主要研究工作  11-13
第二章叶片动态性能监测方法的研究  13-21
  2.1 叶片的材料与结构  13-14
  2.2 叶片损坏形式及原因  14-15
  2.3 叶片动态测量方法  15-20
    2.3.1 接触式测量方法  15-17
    2.3.2 非接触式测量方法  17-19
    2.3.3 两种测量方法的比较  19-20
  2.4 本章小结  20-21
第三章叶片动应力监测系统  21-36
  3.1 叶片动应力监测系统简介  21-22
  3.2 传感器的选择与应用  22-29
    3.2.1 电阻应变片测量原理  22-23
    3.2.2 光纤光栅传感原理  23-26
    3.2.3 光纤光栅与电阻应变片应变的测量对比分析  26-28
    3.2.4 测量结果对比分析  28-29
  3.3 传感器的性能试验与标定  29-32
    3.3.1 应力应变实验  29-30
    3.3.2 应力与光纤光栅传感器波长变化实验  30-31
    3.3.3 数据分析处理  31-32
  3.4 其他硬件介绍  32-35
    3.4.1 离心式鼓风机  32-34
    3.4.2 光纤光栅解调仪  34-35
    3.4.3 光纤旋转连接器  35
  3.5 本章小结  35-36
第四章离心式鼓风机叶轮有限元分析  36-47
  4.1 有限元方法及ANSYS简介  36-37
  4.2 叶轮有限元分析流程  37-46
    4.2.1 前处理  37-41
    4.2.2 加载和求解  41-42
    4.2.3 后处理  42-46
  4.3 本章小结  46-47
第五章叶片动应力监测现场试验  47-55
  5.1 叶片动应力计算方法  47
  5.2 传感器的现场安装  47-50
  5.3 实验数据的分析与处理  50-54
  5.4 本章小结  54-55
总结与展望  55-56
参考文献  56-59
致谢  59

鼓风机动态应力监测

内容摘要

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