离心压缩机叶轮振动特性实验研究与仿真分析

姜世杰，张一晗，史银芳，闻邦椿

（东北大学机械工程与自动化学院，辽宁 沈阳 110819）

1 引言

离心式压缩机在工业中的地位举足轻重，是石油化工、动力工程、制冷等多个重要行业的专用生产设备，也是衡量一个国家生产力水平的重要标准之一[1]。随着科技的快速发展、工业水平的不断进步以及生产规模的不断扩大，对离心式压缩机的性能提出了更高的要求，即向着大型化、精密化方向发展。而叶轮作为其核心部件，在运行过程中受到流体载荷、离心载荷等多种不同荷载的共同作用，会产生剧烈振动，极易发生故障，造成极大的经济损失甚至严重的人员伤害[2]。为此，研究离心式压缩机叶轮流固耦合振动特性的实验测试和仿真计算意义重大。

离心式压缩机是典型的旋转机械，其叶轮的振动特性研究主要依赖于理论分析、试验研究以及数值分析三种手段。现有的实验普遍局限于静态测量，即采用锤击法研究静态叶轮的振动特性[3]，但其无法准确描述实际工况下（动载荷、流固耦合等）的动力学特性，有着明显的局限性。随着离心压缩机大型化、精密化的发展，动态试验研究变得越来越迫切。目前，动态测量方法主要包括接触式测量和非接触式测量，非接触式测量主要依靠间隙式传感器、无线遥感等完成信号的传输和采集过程[4]。虽然此类方法安装容易，但是测试缺乏准确性，干扰较大；且因数据量大，极易出现信号丢失现象，无法满足本实验的要求。……