高壓圓盤氣體軸承氣膜內的氣流被加速至超音速,氣流溫度梯度大,氣流與軸承壁面間存在明顯的對流換熱,熱載荷對軸承圓盤變形的影響已不能忽略。因此,研究邊界層對流換熱特性,是進一步研究軸承熱變形和設計軸承結構的基礎。對軸承氣膜內的流場進行數(shù)值求解,分析氣膜間隙、供氣壓力及軸承半徑對氣膜邊界層的影響,結果表明:減小氣膜間隙、降低供氣壓力、增大軸承半徑,均可促進氣膜邊界層的發(fā)展;邊界層完全發(fā)展后,主流被邊界層淹沒,氣流速度下降,使氣膜內的壓力維持在較高水平,從而提高了氣體軸承的承載能力,并以此確定了軸承實驗模型的工作參數(shù)。計算了軸承壁面與氣流間的對流換熱系數(shù),通過與Bartz公式計算結果的對比,驗證了數(shù)值計算結果的可靠性。分析了供氣總壓、總溫對對流換熱系數(shù)的影響,結果表明:增大供氣總壓時對流換熱系數(shù)增大,增大供氣總溫時對流換熱系數(shù)減小。分析了對流換熱系數(shù)的分布特征,結果表明:隨著軸承半徑的增加,氣流雷諾數(shù)下降,對流換熱系數(shù)總體趨于下降趨勢;氣流速度由超音速下降至亞音速是造成對流換熱系數(shù)局部快速下降的原因;氣膜內邊界層交匯是造成對流換熱系數(shù)局部增大的原因。計算了軸承在壓力載荷和熱載荷共同作用下的變形...

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【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1.1高壓圓盤氣體軸承結構

0-旋轉軸線；1-上工作圓盤；2，7-供氣部件；3，6-供氣孔；4，5-收縮段；8-下工作圓盤；9-氣體潤滑膜圖1.1高壓圓盤氣體軸承結構氣體的粘度系數(shù)小，主流區(qū)域可以視為無粘性的理想氣體的勢流運動，縮氣流（Ma>0.3）切近圓盤壁面的薄層內，速度急劇變化，粘性作用....

圖2.1高壓圓盤氣體軸承模型

表R/mm3030圖2.1高壓圓盤氣體軸承模型2.1高壓圓盤氣體軸承模型尺寸和壓力參數(shù)L1/mmL2/mmL3/mmL4/mm/MPa3.11.150.051013.11.50.1101/M0.0.

圖2.2靜壓止推氣體軸承幾何模型

圖2.2靜壓止推氣體軸承幾何模型[1]表2.2軸承模型尺寸和壓力參數(shù)[1]Caseh/mm/mm/mm/mm/mm/MPa/MPa2-10.025417.6238.10.150.51450.10132-20.05....

圖2.3采用模型計算的壓力數(shù)據(jù)與文獻[1]中實驗數(shù)據(jù)的對比

17圖2.3采用模型計算的壓力數(shù)據(jù)與文獻[1]中實驗數(shù)據(jù)的對比

本文編號：3988229