發(fā)布時(shí)間：2017-03-16 14:08

  本文關(guān)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(jìn)的非接觸式密封技術(shù),具有泄露少、壽命長(zhǎng)、能耗低、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。尤其在航空發(fā)動(dòng)機(jī)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(shù)難以做到,有專家提出了柱面氣膜密封技術(shù)。由于柱面氣膜密封其獨(dú)特的柔性結(jié)構(gòu)可以吸收密封軸軸向和周向位移,減少由于轉(zhuǎn)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?xì)廨啓C(jī)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)利用氣膜實(shí)現(xiàn)非接觸摩擦成為可能。介紹了柱面氣膜密封的基礎(chǔ)理論、基本原理及其結(jié)構(gòu)特點(diǎn),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(jì)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(jié)構(gòu)參數(shù)和操作參數(shù)下,應(yīng)用CFD-FLUENT對(duì)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(zhǎng)槽長(zhǎng)比、槽臺(tái)寬比、槽深、環(huán)長(zhǎng)等對(duì)T型槽柱面氣膜密封性能的影響。通過分析得出結(jié)構(gòu)參數(shù)和操作參數(shù)對(duì)兩種結(jié)構(gòu)柱面氣膜密封性能均有顯著影響,得到了結(jié)構(gòu)參數(shù)和操作參數(shù)變化對(duì)兩種槽型密封性能影響的曲線圖,結(jié)果表明T型槽結(jié)構(gòu)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(duì)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(yīng)在20μm左右較為合適；槽臺(tái)寬比的選取值為0.3～0.5；壩長(zhǎng)槽長(zhǎng)比應(yīng)選擇比較大的值；環(huán)長(zhǎng)盡可能選擇環(huán)長(zhǎng)較大的浮環(huán)。
【關(guān)鍵詞】：T型槽 柱面氣膜密封 FLUENT 數(shù)值模擬 槽型參數(shù)
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：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(guó)內(nèi)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?jī)?nèi)容、技術(shù)路線19-21
• 1.4.1 研究?jī)?nèi)容19
• 1.4.2 技術(shù)路線19-21
• 第二章 柱面氣膜密封基本理論及計(jì)算流體力學(xué)21-33
• 2.1 柱面氣膜密封的原理、結(jié)構(gòu)21-23
• 2.1.1 流體動(dòng)壓潤(rùn)滑原理21-22
• 2.1.2 基本結(jié)構(gòu)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(shè)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(jié)構(gòu)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(jì)算流體力學(xué)28-32
• 2.4.1 CFD計(jì)算步驟29-30
• 2.4.2 流體流動(dòng)控制方程30
• 2.4.3 運(yùn)算方法30-31
• 2.4.4 模型流態(tài)判斷31-32
• 2.5 本章小結(jié)32-33
• 第三章 兩種槽型結(jié)構(gòu)CFD數(shù)值模擬33-47
• 3.1 CFD簡(jiǎn)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(jì)算模型假設(shè)36-37
• 3.2.4 設(shè)置邊界條件37
• 3.2.5 求解器設(shè)置37
• 3.3 網(wǎng)格密度對(duì)兩種模型計(jì)算結(jié)果的影響37-38
• 3.4 可靠性驗(yàn)證38-39
• 3.5 仿真結(jié)果分析39-46
• 3.5.1 無槽模型仿真結(jié)果分析39-43
• 3.5.2 T型槽仿真結(jié)果分析43-46
• 3.6 本章小結(jié)46-47
• 第四章 兩種氣膜模型密封性能對(duì)比分析47-57
• 4.1 兩種結(jié)構(gòu)密封性能計(jì)算47-49
• 4.1.1 軸向靜壓47
• 4.1.2 泄漏量計(jì)算47-48
• 4.1.3 浮升力計(jì)算48
• 4.1.4 摩擦轉(zhuǎn)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(jié)構(gòu)密封性能分析49-56
• 4.2.1 不同結(jié)構(gòu)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(jié)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(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)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(duì)柱面氣膜密封的影響59-64
• 5.2.1 轉(zhuǎn)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(duì)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(tái)寬比(γ)69-71
• 5.3.4 壩長(zhǎng)槽長(zhǎng)比(β)71-73
• 5.3.5 環(huán)長(zhǎng)(L)73-75
• 5.4 本章小結(jié)75-77
• 第六章 總結(jié)與展望77-81
• 6.1 總結(jié)77-78
• 6.2 展望78-81
• 致謝81-83
• 參考文獻(xiàn)83-87
• 附錄A (攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文)87

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