本文關鍵詞：柱面氣膜密封數(shù)值模擬與性能分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：氣膜密封是一種先進的非接觸式密封技術,具有泄露少、壽命長、能耗低、可靠性高等優(yōu)點。尤其在航空發(fā)動機高界面滑速、高邊界壓差、高環(huán)境溫度下,普通氣膜密封技術難以做到,有專家提出了柱面氣膜密封技術。由于柱面氣膜密封其獨特的柔性結構可以吸收密封軸軸向和周向位移,減少由于轉子傾斜和密封環(huán)傾斜引起的接觸和磨損,柱面氣膜密封的提出使得航空燃氣輪機轉子系統(tǒng)利用氣膜實現(xiàn)非接觸摩擦成為可能。介紹了柱面氣膜密封的基礎理論、基本原理及其結構特點,建立了氣膜浮升力、氣膜剛度、泄漏量、漏剛比等主要參數(shù)的計算公式。在Proe中建立無槽和T型槽柱面氣膜密封參數(shù)化模型。專業(yè)網(wǎng)格劃分軟件HYPERMESH、ANSA劃分網(wǎng)格。在相同結構參數(shù)和操作參數(shù)下,應用CFD-FLUENT對比分析了無槽模型和T型槽模型的密封性能,并分析了槽型參數(shù)：槽數(shù)、壩長槽長比、槽臺寬比、槽深、環(huán)長等對T型槽柱面氣膜密封性能的影響。通過分析得出結構參數(shù)和操作參數(shù)對兩種結構柱面氣膜密封性能均有顯著影響,得到了結構參數(shù)和操作參數(shù)變化對兩種槽型密封性能影響的曲線圖,結果表明T型槽結構密封性能明顯優(yōu)于無槽模型。在確定的密封工況中分析T型槽槽型參數(shù)對柱面氣膜密封性能的影響,得到了T型槽槽型參數(shù)比較合理的范圍和取值：T型槽槽數(shù)選擇范圍為22～28；槽深的選取應在20μm左右較為合適；槽臺寬比的選取值為0.3～0.5；壩長槽長比應選擇比較大的值；環(huán)長盡可能選擇環(huán)長較大的浮環(huán)。
【關鍵詞】：T型槽 柱面氣膜密封 FLUENT 數(shù)值模擬 槽型參數(shù)
【學位授予單位】：昆明理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TH136
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第一章 緒論11-21
• 1.1 研究背景11-12
• 1.2 研究現(xiàn)狀12-18
• 1.2.1 國內外研究現(xiàn)狀13-17
• 1.2.2 存在問題17
• 1.2.3 未來發(fā)展方向17-18
• 1.3 研究意義18-19
• 1.4 研究內容、技術路線19-21
• 1.4.1 研究內容19
• 1.4.2 技術路線19-21
• 第二章 柱面氣膜密封基本理論及計算流體力學21-33
• 2.1 柱面氣膜密封的原理、結構21-23
• 2.1.1 流體動壓潤滑原理21-22
• 2.1.2 基本結構22-23
• 2.2 T型槽柱面氣膜密封控制方程的建立23-26
• 2.2.1 基本假設23-24
• 2.2.2 控制方程24-25
• 2.2.3 性能參數(shù)25-26
• 2.3 模型主要幾何參數(shù)26-28
• 2.3.1 結構參數(shù)26-27
• 2.3.2 密封面參數(shù)27
• 2.3.3 槽型參數(shù)27-28
• 2.4 計算流體力學28-32
• 2.4.1 CFD計算步驟29-30
• 2.4.2 流體流動控制方程30
• 2.4.3 運算方法30-31
• 2.4.4 模型流態(tài)判斷31-32
• 2.5 本章小結32-33
• 第三章 兩種槽型結構CFD數(shù)值模擬33-47
• 3.1 CFD簡介33
• 3.2 模型建立33-37
• 3.2.1 參數(shù)化建模33-35
• 3.2.2 網(wǎng)格劃分35-36
• 3.2.3 計算模型假設36-37
• 3.2.4 設置邊界條件37
• 3.2.5 求解器設置37
• 3.3 網(wǎng)格密度對兩種模型計算結果的影響37-38
• 3.4 可靠性驗證38-39
• 3.5 仿真結果分析39-46
• 3.5.1 無槽模型仿真結果分析39-43
• 3.5.2 T型槽仿真結果分析43-46
• 3.6 本章小結46-47
• 第四章 兩種氣膜模型密封性能對比分析47-57
• 4.1 兩種結構密封性能計算47-49
• 4.1.1 軸向靜壓47
• 4.1.2 泄漏量計算47-48
• 4.1.3 浮升力計算48
• 4.1.4 摩擦轉矩48
• 4.1.5 氣膜剛度48-49
• 4.1.6 漏剛比49
• 4.2 不同參數(shù)下兩種結構密封性能分析49-56
• 4.2.1 不同結構參數(shù)下兩種氣膜密封性能分析49-52
• 4.2.2 不同操作參數(shù)下兩種氣膜密封性能分析52-56
• 4.3 本章小結56-57
• 第五章 T型槽柱面氣膜密封性能及槽型參數(shù)分析57-77
• 5.1 柱面結構參數(shù)對密封性能的影響57-59
• 5.1.1 偏心率57-58
• 5.1.2 半徑間隙58-59
• 5.2 操作參數(shù)對柱面氣膜密封的影響59-64
• 5.2.1 轉速59-61
• 5.2.2 壓差61-63
• 5.2.3 粘度63-64
• 5.3 T型槽參數(shù)對柱面氣膜密封穩(wěn)態(tài)特性的影響64-75
• 5.3.1 槽數(shù)(N)65-67
• 5.3.2 槽深(Hg)67-69
• 5.3.3 槽臺寬比(γ)69-71
• 5.3.4 壩長槽長比(β)71-73
• 5.3.5 環(huán)長(L)73-75
• 5.4 本章小結75-77
• 第六章 總結與展望77-81
• 6.1 總結77-78
• 6.2 展望78-81
• 致謝81-83
• 參考文獻83-87
• 附錄A (攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文)87

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