论离心泵转子振动研究现状与展望研究（二）

国外学者对流固耦合理论的研究主要在美国、英国、德国和日本。在美国，有一半以上著名大学的土木系都投入了对流固耦合的应用研究，其中最为突出的是 MIT的 Bathe。在 Bathe的主持下，美国每年召开一次关于流固耦合问题研究学术交流会，并且在商用软件中实现了流固耦合问题的计算。在英国已经宣布了成功应用流固耦合理论对F1的计算，在Zienkiewicz O C的三卷本有限元法的专著中用了整整一卷讨论流体的计算。德国学者的论文中也显示了在流固耦合理论方面的成果。流固耦合理论从流体和固体互相作用的行为本质上去讨论它们的规律，是现代工程理论的基础，通过研究不仅提高理论水平，而且可以获得更高层次的应用。

5.密封间隙中流体激振力引起的振动流体密封间隙中的流体激振是高压涡轮泵等叶轮机械常见而很难解决的问题。虽然对其机理的认识目前尚不十分清楚，但普遍认为密封中流体激振力是由于转子在动密封间隙中偏置，间隙周向存在不均匀压力分布所引起。流体在间隙中高速旋转，使得周向压力分布的变化与转子和密封之间的间隙变化不一致，这样，流体作用在转子上的力可分解成一个与偏置方向相垂直的切向力，该力将激励转子产生涡动。当激励力达到或超过一定值且主频率与转子的某阶固有频率相近时，特别是与转子的一阶固有频率接近时，就会使转子产生剧烈的振动。目前所了解到的造成密封间隙中压力沿周向分布不均匀的主要原因有: Lo-makin效应、Alford效应、螺旋形流动效应、流体三维流动效应、流体二次流效应等。

通过分析，引起离心泵转子部件的振动的原因有许多，目前学者对于离心泵的振动分析大多数是从流固耦合，汽蚀等流体力学的角度上进行，但仅从流体力学的角度分析是不够的，结论是不够准确的，离心泵在运行中碰摩现象是存在的，因此应该考虑碰摩耦合对离心泵转子振动的影响，也就是说将流固耦合，汽蚀和碰摩耦合理论结合起来来分析离泵行中的抱轴现。

二、研究方向与展望

其一，用先进的LDV，PU，PDV等测试技术对离心泵内部流动进行测试和分析，揭示其内部流动的规律，分析其流动状态的不同对离心泵转子振动的影响；其二，试验数据为依据，针对离心泵的结构对其转子振动特性的影响，考虑离心泵内的流动损失等原因，对离心泵的结构设计进行改造；其三，结合已有的分析转子振动系统的理论，根据试验所得的数据，考虑水泵转子特有的特性提出符合离心泵转子振动的分析理论；其四，综合现有转子振动系统的特性，考虑各个故障的固有特点提出相应的区分办法，从而预先估计、分析其可能出现的故障以及故障对离心泵运行的影响程度。将解决各个独立故障的的方法结合起来，分析离心泵运行中出现的故障，比如分析离心泵的抱轴现象时，可将流固耦合、汽蚀和碰摩耦合理论结合起来考虑，由于离心泵的运行涉及到多学科的知识，因此运行中出现的故障，应该考虑多学科的知识内容。