【摘要】：密封是透平機(jī)械的重要組成部件,通過(guò)減小工作介質(zhì)的泄漏量以降低透平機(jī)械的能耗。但隨著透平機(jī)械不斷向高參數(shù)方向發(fā)展,使得由密封引起的氣流激振力越來(lái)越大,直接威脅到轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的穩(wěn)定性。因此開(kāi)展密封動(dòng)力特性與新型密封抑制機(jī)理的研究具有重要的理論意義與工程應(yīng)用價(jià)值。本文通過(guò)理論、數(shù)值、實(shí)驗(yàn)三個(gè)方面展開(kāi)了研究。理論方面,研究了流體動(dòng)壓效應(yīng)引起密封氣流激振的機(jī)理,從降低流體動(dòng)壓效應(yīng)角度提出了新型負(fù)錯(cuò)位密封與浮動(dòng)收斂袋型密封,分析了新型密封的抑振機(jī)理;數(shù)值方面,分析了密封動(dòng)力特性數(shù)值方法之間的差異與適用范圍,建立了新型密封的動(dòng)力特性求解模型;實(shí)驗(yàn)方面,設(shè)計(jì)搭建了密封-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)臺(tái)與浮動(dòng)密封自同心性能實(shí)驗(yàn)臺(tái)。研究結(jié)果表明:CFD瞬態(tài)單頻法和多頻法可計(jì)算分析密封在不同轉(zhuǎn)子渦動(dòng)頻率下的動(dòng)力特性,更符合實(shí)際工況。相較于傳統(tǒng)圓形密封,新型負(fù)錯(cuò)位密封內(nèi)形成了兩個(gè)發(fā)散氣楔,無(wú)法形成流體動(dòng)壓效應(yīng),從而降低了氣流的周向壓差與切向氣流力,降低了交叉剛度,進(jìn)而提高了有效阻尼與對(duì)數(shù)衰減率,有效地提高了轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的穩(wěn)定性。相較于傳統(tǒng)迷宮密封,新型收斂袋型密封提高了浮動(dòng)同心力與有效剛度,從而提高了密封的自同心性能;在相同進(jìn)口壓力或初始偏心量下,新型收斂袋型密封實(shí)驗(yàn)件的自適應(yīng)同心響應(yīng)均優(yōu)于傳統(tǒng)迷宮密封實(shí)驗(yàn)件;用新型收斂袋型密封代替?zhèn)鹘y(tǒng)迷宮密封作為浮動(dòng)密封環(huán),可有效提高浮動(dòng)式自同心密封的自適應(yīng)同心性能,從而提高轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
【圖文】：

圖 3.6 密封網(wǎng)格方法法需擬合轉(zhuǎn)子渦動(dòng)角速度與密渦動(dòng)角速度分別在 0rad/s、29速度下密封的徑向氣流力與切 0.1%，密封的徑向氣流力與切時(shí)計(jì)算已經(jīng)收斂。向氣流力和切向氣流力與渦動(dòng)角心圓渦動(dòng)時(shí)，密封的徑向氣流力線性擬合方程式(3.6)獲得密封動(dòng)-1-0.50x 106N/m)

圖 4.15 氣缸與負(fù)錯(cuò)位密封安裝方式2.443650.24單位：mm0.3轉(zhuǎn)子密封φ180圖 4.16 密封實(shí)驗(yàn)件尺寸承激振器的電流信號(hào)如圖 4.17 所示，，電流信號(hào)為：00cossinxyI aA tI aA t Ix、Iy為 x、y 方向的電流；A0為電流幅值；a、b 為調(diào)節(jié) x、y 方
【學(xué)位授予單位】：沈陽(yáng)航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：V233

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本文編號(hào)：2600664