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搅拌反应器在生物、制药和石油等行业有着广泛的应用。搅拌设备的振动影响零部件的工作性能,增加混合功耗,降低搅拌效率。如果发生共振现象,缩短设备工作寿命,严重时还会发生安全事故。因此,针对课题组前期开发的柔性Rushton搅拌桨进行振动特性研究。采用数值模拟和实验测试相结合的方法研究桨轴系统的振动特性,并进一步分析转速和搅拌介质对于振动特性的影响。采用CFD数值模拟的方法对搅拌系统的流场特性进行分析,并采用流固耦合的方法对桨轴系统进行受力特性分析。结果表明,搅拌桨叶正面尾端出现压力最大值,桨叶周围出现速度最大值。桨轴系统的最大应力位于柔性桨叶和刚性桨叶的连接处,最大变形位于柔性桨叶尾端,连接处是最容易导致桨轴系统失效的部位,安全系数随着转速或者搅拌介质粘度的增加而减小。利用数值模拟的方法对桨轴系统进行振动特性分析,主要求解无预应力和有预应力时的各阶固有频率和振型。结果表明,预应力会使各阶固有频率有所下降,下降比例均在3%以下;预应力使变形桨叶的数量减少,桨叶变形量均有不同程度的增大。为了避免桨轴系统产生较大的响应,应当避开206 Hz和255 Hz。计算求得搅拌轴的临界转速为1452.6 r·min-1。通过实验测试的方法研究桨轴系统的振动特性,使用BK振动测试仪和DH微型测试仪分别测量静止和转动状态下的振动特性。结果表明,静止状态的阻尼比为5.11%,转动状态的阻尼比为7.07%。与实验相比,无预应力模态分析和预应力模态分析仿真的前12阶固有频率均有所增加,增加比例均在6%以下。采用预应力模态分析仿真的方法,研究不同的转速或搅拌介质对振动特性的影响。结果表明,前12阶固有频率随着转速的增加均有不同程度的下降。随着搅拌介质粘度的增加,前12阶固有频率均有不同程度的增加。高转速对于各阶固有频率的影响大于低转速。转速和搅拌介质粘度对于低阶固有频率的影响在整体上要大于高阶。