為進(jìn)一步探索液膜空化對密封性能的影響,以螺旋槽液膜密封為研究對象,基于JFO空化模型及坐標(biāo)變換建立其數(shù)學(xué)模型并采用有限體積法離散求解。探討Reynolds和JFO兩空化邊界下的密封速度場和流量場分布規(guī)律以及空穴壓力對密封性能如承載能力和摩擦扭矩等影響。結(jié)果表明:空穴區(qū)的形成具有動態(tài)性,速度矢量在空穴區(qū)內(nèi)部為0,在液膜始破邊界和靠近內(nèi)徑處的液膜重生邊界上速度矢量朝向空穴區(qū),而在靠近外徑處的液膜重生邊界上速度矢量遠(yuǎn)離空穴區(qū);液膜流量場主要集中于槽區(qū)內(nèi)且JFO空化邊界下的流量場分布比Reynolds空化邊界下值更為密集;空穴壓力的增加可提升液膜承載能力但增幅較小,而對摩擦扭矩的影響可忽略不計。

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【部分圖文】：

圖5-1不同空化邊界下的計算域速度場分布

第五章液膜空化對螺旋槽密封性能影響理論與實驗研究108第五章空化對螺旋槽液膜密封流場特性及密封性能影響分析根據(jù)第二章和第四章對螺旋槽液膜密封，尤其是中槽型液膜密封的空穴可視化實驗和理論研究，螺旋槽結(jié)構(gòu)參數(shù)的選擇和工況參數(shù)如油壓和轉(zhuǎn)速的改變均不同程度地影響著液膜中空穴特征，尤其是后....

圖3不同轉(zhuǎn)速時,摩擦因數(shù)計算值和試驗結(jié)果對比

圖4所示為新坐標(biāo)系(ξ,η,z)中,基于Reynolds和JFO2種不同空化模型計算獲得的沿膜厚方向某中層截面的單周期計算域內(nèi)速度場分布圖。由圖4可知,JFO空化邊界對應(yīng)的液膜始破位置[11]的速度矢量與Reynolds空化邊界給出的液膜始破位置的速度矢量基本保持一致;不同的是....

圖4不同空化邊界下的計算域速度場分布

由圖5可知,基于兩不同空化邊界獲得的流量等值線均主要集中于螺旋槽區(qū)及內(nèi)槽壩、外槽壩和高圓周角處的槽臺邊界附近,而在左右2個半臺區(qū)和內(nèi)外壩區(qū)分布較為稀疏。這表明,槽區(qū)內(nèi)部及特定邊界附近流量變化明顯,而在其他區(qū)域流量變化較小。由圖5(a)可知,Reynolds空化邊界下的低角度槽區(qū)的....

圖5不同空化邊界下的計算域徑向流量場分布

圖6示出了不同空穴壓力對液膜承載能力、總摩擦扭矩及空穴區(qū)摩擦扭矩的影響,這可為空穴壓力pc大小選擇提供參考。由圖6(a)可知,空穴壓力pc一定時,內(nèi)槽型液膜密封的承載能力與λ=1/2的中槽型液膜密封相應(yīng)值基本相近。對于中槽型液膜密封,其液膜承載能力隨λ的增加而增大,且增幅明顯增加....

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