Simulace dynamiky rotoru v systému ROSS a ANSYS

Abstract

Diplomová práca sa zaoberá analýzou dynamiky rotora odstredivého čerpadla BETA 12 YC. V úvode teoretickej časti práce sú vysvetlené základné pojmy dynamiky rotora, vrátane rozdielu medzi pružným a tuhým rotorom, vyvažovaním rotačných strojov, reálnym tlmeným systémom a účinkami gyroskopických momentov. Teoretická časť ďalej pokračuje načrtnutím problematiky vibrácii, frekvenčnou analýzou, vplyvom tenkých špár na rotor a popisuje aj výpočet radiálnej sily pôsobiacej na čerpadlo, ktorý má zásadný význam pre nasledujúcu časť práce. Praktická časť pozostáva z popisu sústavy odstredivého čerpadla, popisu a vyhodnotenia experimentálnych meraní vykonaných na čerpadle a tvorby numerických modelov reprezentujúcich jeho dynamické vlastnosti. Modely sú vytvorené pomocou výpočtových softwarov ANSYS a ROSS. Výsledkom tejto analýzy sú vlastné tvary kmitu a vlastné frekvencie čerpadla. Vypočítané hodnoty sú porovnané s experimentálne stanovenými hodnotami a sú zhodnotené aj rozdielmi medzi jednotlivými verziami výpočtov.

The thesis focuses on the analysis of the rotor dynamics of the centrifugal pump BETA 12 YC. The introduction to the theoretical part explains the basic concepts of rotor dynamics, including the distinction between flexible and rigid rotors, balancing of rotary machines, real damped systems, and the effects of gyroscopic moments. The theoretical part further proceeds with an outline of the vibration issues, frequency analysis, the influence of seal gaps on the rotor, and describes the calculation of the radial force acting on the pump, which plays an important role for the following part of the work. The practical part consists of a description of the centrifugal pump system, the description and evaluation of experimental measurements conducted on the pump, and the creation of numerical models representing its dynamic properties. The models are created using the computational software ANSYS and ROSS. The result of this analysis is the determination of the natural modes and frequencies of the pump. The calculated values are compared with the experimentally determined values, and the differences between calculation versions are also reviewed.