干氣密封是一種非接觸式機(jī)械密封，具有泄漏量少、磨損小、能耗低等優(yōu)勢(shì)，廣泛應(yīng)用于石油、化工、冶金、航空等領(lǐng)域。 本文對(duì)螺旋槽干氣密封的氣動(dòng)性能進(jìn)行分析，分別對(duì)Whipple和Muijderman窄槽理論用龍格庫(kù)塔法和打靶法進(jìn)行數(shù)值求解，并將該方法用于求解Gabriel經(jīng)典算例，得到的結(jié)果與Gabriel的結(jié)果具有很好的符合度。進(jìn)而分析了密封端面氣動(dòng)的氣動(dòng)性能參數(shù)與干氣密封進(jìn)口壓力和轉(zhuǎn)速存在的函數(shù)關(guān)系，建立了密封端面氣膜動(dòng)力參數(shù)的耦合模型。采用CFD數(shù)值模擬方法對(duì)Gabriel經(jīng)典算例進(jìn)行計(jì)算，并將氣膜開啟力與泄漏量與窄槽理論方程得到的結(jié)果進(jìn)行比較，兩者符合很好，，進(jìn)一步驗(yàn)證了CFD數(shù)值模擬方法在干氣密封端面氣膜動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算中的可靠性，同時(shí)確定了適當(dāng)?shù)木W(wǎng)格劃分方法和邊界條件。在此基礎(chǔ)上，采用CFD數(shù)值模擬方法對(duì)人字形槽干氣密封和燕尾槽干氣密封進(jìn)行數(shù)值分析，通過對(duì)比發(fā)現(xiàn)對(duì)于有雙向旋轉(zhuǎn)要求的設(shè)備，雙向燕尾槽比螺旋槽適用范圍更廣泛，雙向燕尾槽密封端面氣膜的開啟力及泄漏量研究表明，雙向槽型干氣密封中工作槽區(qū)起主要作用，非工作槽區(qū)不會(huì)明顯增強(qiáng)或削弱干氣密封開啟力能力，其主要作用是為了適應(yīng)雙向旋轉(zhuǎn)的要求。與單向螺旋槽相比，雙向燕尾槽具有更好的穩(wěn)定性。 本文通過對(duì)幾種不同典型槽型干氣密封氣動(dòng)性能的數(shù)值模擬和分析，得到槽型對(duì)干氣密封性能的影響功率，對(duì)進(jìn)一步優(yōu)化干氣密封槽型，提高氣動(dòng)性能、開發(fā)新槽型具有重要價(jià)值。
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號(hào)】：TH136

參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1365431