50kW双透平气浮转子系统动力学特性研究

摘要

本文以海洋温差能发电为背景,设计了以气体轴承为支撑的50 kW双透平转子系统。应用ANSYS分析软件,对50 kW双透平转子系统进行动力学仿真计算分析,首先采用模态分析法求得了转子系统各阶临界转速及固有频率;其次,基于模态分析进行谐响应分析,得到叶轮径向幅频特性曲线,验证了转子系统能保持稳定运行;最后,对叶轮进行了离心应力分析。结果表明:双透平转子系统的临界转速为16241.0 r/min,设计的工作转速符合安全裕度;系统在受到外界激振力时叶轮不会与喷嘴发生碰撞;叶轮的最大变形发生在叶尖处,且从叶片顶部到根部逐渐减小,最大应力发生在叶片顶端靠近轴孔的根部,叶轮在工作时不会损坏叶片。研究结果可为双透平试验与结构优化提供一定的理论依据。