【摘要】：密封是透平機械的重要組成部件,通過減小工作介質的泄漏量以降低透平機械的能耗。但隨著透平機械不斷向高參數方向發(fā)展,使得由密封引起的氣流激振力越來越大,直接威脅到轉子系統的穩(wěn)定性。因此開展密封動力特性與新型密封抑制機理的研究具有重要的理論意義與工程應用價值。本文通過理論、數值、實驗三個方面展開了研究。理論方面,研究了流體動壓效應引起密封氣流激振的機理,從降低流體動壓效應角度提出了新型負錯位密封與浮動收斂袋型密封,分析了新型密封的抑振機理;數值方面,分析了密封動力特性數值方法之間的差異與適用范圍,建立了新型密封的動力特性求解模型;實驗方面,設計搭建了密封-轉子系統穩(wěn)定性實驗臺與浮動密封自同心性能實驗臺。研究結果表明:CFD瞬態(tài)單頻法和多頻法可計算分析密封在不同轉子渦動頻率下的動力特性,更符合實際工況。相較于傳統圓形密封,新型負錯位密封內形成了兩個發(fā)散氣楔,無法形成流體動壓效應,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,進而提高了有效阻尼與對數衰減率,有效地提高了轉子系統的穩(wěn)定性。相較于傳統迷宮密封,新型收斂袋型密封提高了浮動同心力與有效剛度,從而提高了密封的自同心性能;在相同進口壓力或初始偏心量下,新型收斂袋型密封實驗件的自適應同心響應均優(yōu)于傳統迷宮密封實驗件;用新型收斂袋型密封代替?zhèn)鹘y迷宮密封作為浮動密封環(huán),可有效提高浮動式自同心密封的自適應同心性能,從而提高轉子系統的穩(wěn)定性。
【圖文】：

圖 3.6 密封網格方法法需擬合轉子渦動角速度與密渦動角速度分別在 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計算已經收斂。向氣流力和切向氣流力與渦動角心圓渦動時，密封的徑向氣流力線性擬合方程式(3.6)獲得密封動-1-0.50x 106N/m)

圖 4.15 氣缸與負錯位密封安裝方式2.443650.24單位：mm0.3轉子密封φ180圖 4.16 密封實驗件尺寸承激振器的電流信號如圖 4.17 所示，，電流信號為：00cossinxyI aA tI aA t Ix、Iy為 x、y 方向的電流；A0為電流幅值；a、b 為調節(jié) x、y 方
【學位授予單位】：沈陽航空航天大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：V233

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本文編號：2600664