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作用型构架密封的情态功效简析

(2013-10-23 09:34)

不足的是,该方法只适用于平滑型迷宫密封,而不适用于工程实际中应用很广泛的交错型迷宫密封。作者在前人研究基础上,建立了一种适用于交错型迷宫密封的多控制体模型,按密封结构将腔内气体分为多个控制体,并从流体力学的基本方程出发,对每个控制体建立起一组含有周向压力分布的微分方程组,然后求解获得各腔内的压力分布以及气流激振力,最终计算出反映气流对转子作用的动力系数。

密封1腔内气体流动的基本方程1是交错式迷宫密封的多控制体模型示意。对交错型迷宫密封的结构特点,将第i个密封腔内的气体分为控制体I、控制体n和控制体Hl。为了使方程具有统一的形式,各个控制体的序号是按气体流动方向确定的,气体进口处为控制体工,出口处为控制体IH。

假定:流动介质为理想气体,气体在腔内的轴向流动为绝热流动,温度和粘度不变,忽略气体的质量力影响,就可以分别对控制体I、控制体n和控制体11列出连续性方程a控制体之间交换质量流率,va;和玛、是控制体I和H及控制体H和1界面上的周向速度。

t(i)是第i个密封腔出口处的周向速度,vl:和v3是三个控制体中气流的平均周向速度,可假设成是静子上的齿和转子上的齿与流体间的摩擦剪应力控制体I静子与控制体n及控制体H与Hl之间流体的摩擦剪应力。

几和飞;分别是控制体I与转子(静子)壁面及控制体nl与转子(静子)壁面间的摩擦剪应力,由于第i个齿可以是在静子上,也可以在转子上(l),因此计算几、和飞;时必须分别对待。计算上面得到的是一组非线性偏微分方程,直接求解极其困难。

为求解这组方程可分二步进行,先求出转子与静子同心状态下方程的静态解,然后在静态解基础上将其线性化为此可将需求解的参数p、二部分其中,下标带0者是不随时间和周向角度而变化的定值,实际上就是转子与静子同心状态时的静态解。

而带~者是当转子具有偏心或位移时,压力、周向速度和截面积随时间t和周向角价而变化的波动部分。转子与静子同心状态下,若不计各参数随时间的变化,方程组可简化。

当转子有微小的扰动,即存在一个偏心或位移时,密封腔内的压力、周向速度将产生波动,假设转子的涡动轨迹相对于密封的静态间隙要小得多,那么可以认为由涡动引起的压力夙、流速波动运;和讥相对于其静态值也小得多,这样将方程在其静态值处作泰勤级数展开,忽略高阶小量,就可以得到一组关于v1、vo。小线性偏微分方程组。

方程组的系数与静态解及密封结构参数有关。假定转子涡动时密封间隙占随周向角功和时间艺按余弦规律变化。由于已经将微分方程线性化,故力的变化与扰动量成线性关系,由此可导出计算迷宫密封动力系数的方程组。在不同的涡动角速度几下,求得二组不同的压力波动值歹,就可求出刚度阻尼系数,也可在不同的几下,多求几组解,再用最小二乘法求得刚度阻尼系数。

更多密封相关产品知识参见:

液压油封 (http://www.cfw-nok.com/)

作用型构架密封的情态功效简析

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