螺旋槽氣體端面密封動(dòng)態(tài)特性數(shù)值模擬.pdf

1、螺旋槽氣體端面密封以其優(yōu)良的性能在各種旋轉(zhuǎn)流體機(jī)械中的應(yīng)用日益廣泛。運(yùn)行過程中，泄漏問題不可避免，而動(dòng)態(tài)性能差往往是造成泄漏的主要原因之一，因此有必要對(duì)該密封的動(dòng)態(tài)性能進(jìn)行研究。本文針對(duì)這一情況研究和分析螺旋槽氣體端面密封的動(dòng)態(tài)特性以及穩(wěn)定性和穩(wěn)態(tài)響應(yīng)。首先結(jié)合比較典型的螺旋槽氣膜密封模型進(jìn)行動(dòng)態(tài)特性研究，用直接數(shù)值模擬的方法對(duì)氣體潤滑方程和運(yùn)動(dòng)方程進(jìn)行聯(lián)立求解，用適應(yīng)性較強(qiáng)的有限元法對(duì)方程進(jìn)行了離散和網(wǎng)格劃分，并用自編的程序求解聯(lián)立的

2、常微分方程組，就計(jì)算結(jié)果對(duì)氣膜的動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行了分析。研究表明，高壓縮數(shù)及高頻率數(shù)對(duì)氣膜動(dòng)態(tài)特性系數(shù)影響顯著，有可能導(dǎo)致氣膜剛度系數(shù)或阻尼系數(shù)出現(xiàn)負(fù)值。在密封穩(wěn)定性研究中，通過分析不同參數(shù)下密封的響應(yīng)情況，找到了該密封的穩(wěn)定性臨界值。通過算例分析可知，高速下密封更容易表現(xiàn)出動(dòng)態(tài)不穩(wěn)定性，而低速下密封始終保持動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性。當(dāng)考慮彈簧剛度及二次密封阻尼作用時(shí)，密封的穩(wěn)定性有明顯提高。最后通過對(duì)密封穩(wěn)態(tài)響應(yīng)的分析，得到了剛度比和阻尼系數(shù)等參數(shù)對(duì)密