流體動壓指尖密封是一種具有較好應(yīng)用潛質(zhì)的柔性非接觸式動態(tài)密封裝置,主要應(yīng)用于航空航天發(fā)動機(jī)、燃?xì)鉁u輪機(jī)和汽輪機(jī)等重大裝備的密封部位,通常是依靠指尖靴與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生的一層微薄動壓氣膜效應(yīng),使得密封片與轉(zhuǎn)子之間完成非接觸,具有低泄漏與長壽命的特征,適合應(yīng)用于高速動態(tài)密封部位。但為了控制泄漏水平,這層動壓氣膜通常只有10～20μm,因此,如何通過表面織構(gòu)技術(shù)等方法來控制其在工作中形成穩(wěn)定的動壓氣膜是設(shè)計中的關(guān)鍵,而目前關(guān)于這方面的研究還十分欠缺。為此,結(jié)合表面織構(gòu)技術(shù)的研究和應(yīng)用情況,研究表面織構(gòu)對泄漏流動的影響,對提升我國航空發(fā)動機(jī)密封技術(shù)具有重要的意義。本文利用有限元仿真分析軟件Ansys Workbench平臺的Transient structural和CFX模塊對流體動壓指尖密封進(jìn)行雙向流固耦合仿真,分析在不同轉(zhuǎn)速、壓差等工況下以及表面織構(gòu)參數(shù)對其性能的影響規(guī)律,得到的結(jié)論如下:1.在常溫條件下,帶有表面織構(gòu)的指尖密封氣膜承載力都大于表面光滑無織構(gòu)的指尖密封,泄漏率都小于無織構(gòu)的指尖密封。這表明在轉(zhuǎn)子表面加工表面織構(gòu)能夠有效提高指尖密封的密封性能。且當(dāng)密封上下游壓差不變時,轉(zhuǎn)速越高... 

【文章頁數(shù)】：81 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究意義
    1.2 研究現(xiàn)狀
        1.2.1 流體動壓指尖密封的研究現(xiàn)狀
        1.2.2 表面織構(gòu)技術(shù)的研究現(xiàn)狀
        1.2.3 研究現(xiàn)狀總結(jié)
    1.3 本文主要研究內(nèi)容
2 流體動壓指尖密封的流固耦合仿真分析方法
    2.1 引言
    2.2 動壓型指尖密封的結(jié)構(gòu)特點及工作原理
        2.2.1 結(jié)構(gòu)特點
        2.2.2 工作原理
    2.3 有限元分析模型的建立
        2.3.1 固體域模型的建立
        2.3.2 流體域模型的建立
    2.4 流固耦合分析流程
        2.4.1 固體域分析
        2.4.2 流體域分析
    2.5 網(wǎng)格無關(guān)性分析
    2.6 本章小結(jié)
3 仿真分析方法的驗證
    3.1 引言
    3.2 人字槽流體動壓指尖密封性能實驗結(jié)果
        3.2.1 實驗件制備
        3.2.2 實驗臺設(shè)備
        3.2.3 實驗方法
        3.2.4 實驗結(jié)果
    3.3 仿真分析方法的驗證
        3.3.1 仿真模型
        3.3.2 仿真結(jié)果
        3.3.3 仿真結(jié)果與實驗結(jié)果比較分析
    3.4 本章小結(jié)
4 工況條件與織構(gòu)形狀對流體動壓指尖密封性能的影響研究
    4.1 引言
    4.2 工況條件對密封性能的影響規(guī)律
        4.2.1 轉(zhuǎn)速對密封性能的影響規(guī)律
        4.2.2 壓差對密封性能的影響規(guī)律
    4.3 表面織構(gòu)的形狀對密封性能的影響分析
        4.3.1 三角形織構(gòu)對密封性能的影響分析
        4.3.2 正方形織構(gòu)對密封性能的影響分析
        4.3.3 圓形織構(gòu)對密封性能的影響分析
        4.3.4 矩形織構(gòu)對密封性能的影響分析
    4.4 表面織構(gòu)尺寸對密封性能的影響規(guī)律
    4.5 本章小結(jié)
5 人字槽形織構(gòu)參數(shù)對流體動壓指尖密封性能的影響研究
    5.1 引言
    5.2 人字槽形織構(gòu)深度對密封性能的影響規(guī)律
    5.3 人字槽形織構(gòu)角度對密封性能的影響規(guī)律
    5.4 本章小結(jié)
6 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間主要研究成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]周向收斂與人字槽組合型指尖密封結(jié)構(gòu)與性能分析[J]. 呂文洋,蘇華.  機(jī)械科學(xué)與技術(shù). 2015(11)
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[3]增壓器壓氣機(jī)密封性能模擬與試驗研究[J]. 束衛(wèi)兵,李慶斌,楊迪,曹剛,閆海東.  車用發(fā)動機(jī). 2013(04)
[4]指尖密封靴部結(jié)構(gòu)對氣動性能影響的分析[J]. 張海,鄭群,岳國強(qiáng).  工程熱物理學(xué)報. 2012(12)
[5]表面織構(gòu)靴底流體動壓指尖密封的性能分析[J]. 郎達(dá)學(xué),蘇華.  航空學(xué)報. 2012(08)
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[8]基于等效模型的流體動壓指尖密封動力學(xué)及泄漏量分析[J]. 馬曉林,陳國定.  航空學(xué)報. 2008(05)
[9]動壓型指尖密封泄漏特性的分析[J]. 李國見,李建華,陳國定,蘇華.  科學(xué)技術(shù)與工程. 2007(13)
[10]高轉(zhuǎn)速對直通型篦齒封嚴(yán)特性影響的試驗研究[J]. 王鵬飛,劉玉芳,郭文,李江海,劉波.  燃?xì)鉁u輪試驗與研究. 2007(02)

博士論文
[1]基于流體動壓潤滑效應(yīng)的表面織構(gòu)優(yōu)化設(shè)計[D]. 于海武.南京航空航天大學(xué) 2012

碩士論文
[1]考慮表面流動效應(yīng)的流體動壓指尖密封性能研究[D]. 杜鵬飛.西安理工大學(xué) 2018
[2]動壓型指尖密封的設(shè)計與仿真分析[D]. 李國見.西北工業(yè)大學(xué) 2007



本文編號：3728540