科创中国
旋转机械振动抑制技术
成果类型：: 新技术
发布时间: 2023-08-16 14:55:36
科技成果产业化落地方案
方案提交机构：成果发布人| 赵鲲鹏 | 2023-08-16 14:55:36
以有效抑制旋转机械振动为工程背景，针对核电汽轮机等旋转机械设计和运行中工作介质（如湿蒸汽）中存在高度流固耦合非线性、内阻尼结构及特性、轴承等结合面形式及其人为调节对系统动特性影响显著、复杂系统振动特性难以实验验证等特点，研究不同工况下的振动响应特性，明确旋转系统轴系振动敏感变量、自愈抑振特性及安全运行范围，主要内容包括：（1）研究湿蒸汽等两相流凝结激波诱振机理及核汽轮机长轴系气-液-固耦合振动模型建模与求解方法；（2）研究转子系统轴承不同结合面形式和人为调节方式以及不同工况下湿蒸汽耦合激励与系统动特性参数间的映射关系。叶片围带等结构的变阻尼及其自愈抑振特性；（3）构建核电汽轮机转子系统流固耦合振动特性计算分析平台；（4）研究多变量耦合影响、多载荷交叉激励下核电汽轮机长轴系危险工况及抑振技术；（5）设计旋转机械流固耦合振动特性分析实验平台，为理论解析与数值分析提供验证方法。
主要创新点（1）.基于群论建立了考虑不同运行工况下湿蒸汽凝结激励、不同支承结合面间隙及人为调节方式影响的长轴系气-液-固耦合非线性动力学模型及其建模和求解方法。（2）建立了轴承不同结合面形式及人为调节方式以及不同工况下湿蒸汽耦合激励与系统动特性（等效刚度、阻尼）参数的映射关系，构建核电汽轮机转子支承系统动特性参数数据库（3）构建核电汽轮机转子系统流固耦合振动特性计算分析平台，可基于ANSYS 软件计算分析模态特性和不同工况下瞬态响应及其敏感变量。
本项目开发的旋转机械气液固耦合振动建模及计算方法和计算平台软件可广泛用于汽轮机、燃气轮机、离心式和轴流式压缩机、风机、泵、水轮机、发电机和航空发动机等旋转机械，应用于电力、石化、冶金和航空航天等部门。通过高效减振避免事故损失，提高旋转机械的安全运行稳定性与寿命，具有十分重要的社会效益和经济效益。
山东大学技术转移中心成立于 2014 年 6 月，是挂靠我校科学技术研究院专业从事科技成果转移转化、促进产学研合作的内设管理服务机构，设置“科技合作部”、“成果转化部”和“合同管理部”。“科技合作部”负责各类横向科研合作、产学研合作平台和项目的策划、组织和管理；产学研对接与校地、校企科技合作的组织和实施；学校各地技术转移机构的建设；学校对外科技挂职人员的推荐和管理。“成果转化部”负责制定完善成果转化政策，各类科技成果转化项目的策划和组织实施，专利等知识产权的产业化组织和实施，成果的收集、发布和管理等。“合同管理部”负责制定完善科技开发与产学研合作政策；横向科技合同和成果转化合同的审核、项目过程管理；技术转移转化合同签订咨询服务等。
电厂强迫停机事故 40%是由于汽轮机、发电机、风机、泵等旋转机械事故造成的，而且这些事故基本都与振动联系在一起，据不完全统计，全国仅火力发电企业单位数为 1241 家，以 1000MW 发电机组为例，停机一天损失就达 300 万，由此可见，旋转机械振动抑制技术的市场潜力极其巨大，同时社会效益也很可观。
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