论文总字数：21732字

摘 要

汽轮发电机组是发电厂的核心设备之一，滑动轴承是作为发电机组的关键部位，直接影响到机组的安全与稳定运行，一旦出现问题会引起旋转机械振动大等故障，造成巨大的经济损失。所以对滑动轴承开展研究，对我们能更好了解汽轮发电机有着重要的意义。

本文建立了基于N-S方程的滑动轴承油膜CFD模型，确定合理的边界条件，应用Fluent软件计算求解，得到了轴承油膜的温度与压力分布，并对两者进行了分析。通过改变转速，进油压力、偏心率，探究它们的改变对压力场和温度场有什么样的影响。结果表明：转速的增大会导致轴承油膜压力与温度显著提升，但对压力与温度的分布规律改变不大；进油压力对轴承油膜的压力影响有限，对油膜温度影响不大；偏心率对油膜压力和温度影响很大，随着偏心率的增大，油膜压力整体上升，最大压力近似呈指数规律增长，且最大压力出现的位置向偏心方向靠拢；偏心率越大，油膜温度越高，且最高温度近似呈指数规律增长。

关键词：滑动轴承；油膜压力；油膜温度；计算流体力学（CFD）

ABSTRACT

Turbine generator is one of the core equipment of the power plant, and sliding bearing is a key part of the generator set, having a direct impact on the safety and stability of the generator set. In the event that it goes wrong, the rotating machinery will vibrate wildly and other failures will occur, resulting in huge economic losses. Therefore, the study of sliding bearings can help us better understand how the turbine generator works.

The CFD model of sliding bearing oil film based on N-S equation is established, and reasonable boundary conditions are determined. Fluent software is used to calculate the temperature and pressure distribution of bearing oil film, and the two are analyzed. By changing the speed, oil pressure, eccentricity, we explore their changes can lead to what kinds of impact on the pressure field and temperature field. The results show that the increase of the rotational speed will lead to the increase of the oil film pressure and the temperature of the bearing, but the distribution of the pressure and the temperature is not changed greatly. The oil pressure has a limited influence on the oil film pressure and has little effect on the oil film temperature. Eccentricity has a great influence on pressure and temperature. With the increase of eccentricity, the oil film pressure rises as a whole, and the maximum pressure is approximately exponentially increasing, and the location where the maximum pressure appears is closer to the eccentricity. The larger the eccentricity is, the higher the oil film temperature is, and the maximum temperature is approximately exponentially increasing.

KEYWORDS: journal bearing; oil film temperature; oil film pressure; CFD

目 录

摘 要 I

ABSTRACT II

第一章 绪论 1

1.1本文研究的背景及意义 1

1.2国内外研究动态 1

1.3本文主要研究内容 2

第二章 滑动轴承润滑理论 3

2.1引言 3

2.2润滑理论的发展 3

2.2楔形间隙 3

2.4径向轴承中的楔形间隙 4

2.5轴承挤压效应 5

2.6 Reynolds方程 5

第三章 计算流体力学（CFD）基本理论 7

3.1引言 7

3.2流体流动的控制方程 7

3.3 CFD求解过程 8

3.4 CFD模拟的求解方法 8

3.5 CFD网格技术 9

3.6计算区域网格的划分 9

第四章 滑动轴承的CFD建模 11

4.1引言 11

4.2模型的建立 11

4.3模型网格的划分 12

4.4边界条件及计算参数的设置 12

4.4.1 边界条件的设置 12

4.4.2 计算参数的设置 12

第五章 计算结果及分析 13

5.1引言 13

5.2滑动轴承油膜压力特性 13

5.3滑动轴承油膜温度特性 14

5.4转速对轴承油膜性能的影响 15

5.4.1 转速对油膜压力的影响 15

5.4.2 转速对油膜温度的影响 17

5.5进油压力对轴承油膜性能的影响 19

5.5.1 进油压力对油膜压力的影响 19

5.5.2 进油压力对油膜温度的影响 20

5.6偏心率对轴承油膜性能的影响 22

5.6.1 偏心率对油膜压力的影响 22

5.6.2 偏心率对油膜温度的影响 24

第六章 结论及展望 27

6.1研究结论 27

6.2研究展望 27

致 谢 28

参考文献 29

第一章 绪论

1.1本文研究的背景及意义

随着工业现代化进程的飞速发展，近年来机器越来越向高速和大功率发展，作为旋转机械的重要零部件，轴承的各方面性能的要求也越来越高。与此相应，动压式滑动轴承的研究也逐渐向广度和深度开展^[1]。汽轮发电机组由汽轮机与发电机组成，该系统的运转必须有滑动轴承的支持。研究动压式滑动轴承运行时的各项参数和在不同工作环境下运行时的参数变化，能够在滑动轴承的设计工作中起到指导性的帮助，提高机组安全性、经济性。

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