渦輪泵是液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的關(guān)鍵部件之一,其可靠性直接影響液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的安全性。渦輪泵的密封裝置是極易引發(fā)事故的環(huán)節(jié),尤其值得關(guān)注。因此本文以渦輪泵螺旋密封為研究對(duì)象,對(duì)密封的流場特性、泄漏特性和動(dòng)力學(xué)特性分別展開研究。在完成網(wǎng)格無關(guān)性驗(yàn)證和湍流模型驗(yàn)證的基礎(chǔ)上,研究了螺旋槽深度、相對(duì)槽寬、螺旋升角、密封間隙等螺旋密封結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)渦輪泵螺旋密封的壓力分布和速度分布等流場特性的影響,獲得了螺旋密封結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)螺旋密封泄漏特性影響的規(guī)律;基于CFD動(dòng)網(wǎng)格技術(shù),通過計(jì)算機(jī)械阻抗識(shí)別渦輪泵螺旋密封的動(dòng)力學(xué)特性系數(shù),將結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,以此驗(yàn)證方法的正確性。以此為基礎(chǔ),在不同密封間隙、轉(zhuǎn)速、偏心率、壓差等工況條件下識(shí)別渦輪泵螺旋密封的主剛度、主阻尼、交叉剛度、交叉阻尼等動(dòng)力學(xué)特性系數(shù),并總結(jié)了不同工況對(duì)螺旋密封動(dòng)力學(xué)特性系數(shù)的影響規(guī)律。在對(duì)離心輪、誘導(dǎo)輪及渦輪進(jìn)行簡化的基礎(chǔ)上,利用ABAQUS按照簡化后模型進(jìn)行材料屬性等效,對(duì)液氧渦輪泵螺旋密封-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)進(jìn)行有限元建模,求解密封-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的臨界轉(zhuǎn)速及振型;將不平衡量施加在有限元模型的軸端螺母、密封處、泵端軸承處和渦輪端軸承處,利用Newmark迭代法求解螺旋密封-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)在不平衡激勵(lì)下的振動(dòng)特性,并分析了螺旋密封-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)在考慮流體激勵(lì)和不考慮流體激勵(lì)下的振動(dòng)響應(yīng)的改變程度。
【學(xué)位單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：V434.21
【部分圖文】：

第1章 緒 論的目的和意義火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的關(guān)鍵部件，其主要功能照發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)要求的參數(shù)輸送到主推噴出而產(chǎn)生推力 作為一個(gè)高速旋轉(zhuǎn)這使得渦輪泵技術(shù)性很強(qiáng)，且涉及較夠直接影響火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的性能[1] 渦輪泵裝置向噴射引擎的燃燒室提設(shè)計(jì)中一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)就是隔離低溫介氫溫度，啟動(dòng)瞬間轉(zhuǎn)子與渦輪側(cè)接觸子兩端同時(shí)存在著超低溫和高溫，溫輪腔，液氧渦輪泵在富氧環(huán)境下，轉(zhuǎn)燒，使得轉(zhuǎn)子材料表面強(qiáng)度下降，降

圖 1-2 動(dòng)密封分類觸式密封的密封性能好，但由于容易受到摩擦度較低的工作條件 非接觸式密封的優(yōu)勢在于轉(zhuǎn)，泄漏量穩(wěn)定，并且對(duì)于非接觸式密封來講既可以改善泄漏量，又提高了穩(wěn)定性，增加了損產(chǎn)生，使用壽命得到了極大的延長 相較于技術(shù)先進(jìn)，參數(shù)高，前途廣闊[5] 為新型的非接觸式動(dòng)密封的形式之一，是一種面或者轉(zhuǎn)軸面）開出單線或者多線螺旋槽以利良好密封性能的新型密封技術(shù) 其先進(jìn)性體現(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)以外，還在于該密封形式能利用自身結(jié)應(yīng)[7]來彌補(bǔ)密封兩端的壓差，有效的阻止介質(zhì)做到完全密封，即零泄漏 具體而言，這類密理論，軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，螺旋密封槽將產(chǎn)生逆壓差的，形成一個(gè)反向流，平衡密封兩端的壓力差，領(lǐng)域,國內(nèi)外學(xué)者通過大量試驗(yàn)研究表明，螺旋

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文有各自的優(yōu)缺點(diǎn)，有限差分法理論成熟，精度可以選擇，但是不規(guī)則區(qū)域處理起來特別麻煩，對(duì)區(qū)域連續(xù)性要求較高；有限元法適合處理復(fù)雜區(qū)域，缺點(diǎn)是計(jì)算量巨大，內(nèi)存占據(jù)大；有限體積法一般認(rèn)為比較適用于流域的計(jì)算 本文基于以有限體積法的 Fluent 進(jìn)行計(jì)算求解 2.3 CFD 計(jì)算模型2.3.1 三維模型的建立本文以離心輪凸肩處的密封作為研究對(duì)象，假設(shè)該處密封為螺旋密封，其結(jié)構(gòu)參數(shù)如圖 2-1 所示 該圖只為直觀說明螺旋密封參數(shù)設(shè)定，本文仿真以軸套式螺旋密封進(jìn)行建模計(jì)算

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本文編號(hào)：2830729