迷宫密封双控制体模型的改进及应用

由双控制体模型的三个控制方程入手,将其无量纲化,并分解为零阶和一阶无量纲方程。由零阶方程求得定常流场,继而求解一阶方程得到密封的动特性参数,其中一阶方程以简洁的矩阵形式表达,操作更为简便。本文双控制体模型是较为成熟且得到认可的分析方法,双控制体改进模型具有更为清晰的模型及更为简洁的算法。最后与传统模型计算结果比较,验证了本文算法的准确性。随后分析了几种密封参数对其动力特性的影响,揭示某些规律并给出一些建议。

迷宫密封-转子系统非线性动力学模型及求解

迷宫密封广泛应用于各种旋转机械,研究密封内流体与转子的相互作用,对系统稳定性分析有重要意义。利用双控制体模型给出迷宫密封内不可压缩流场的控制方程,并用Jeffcot模型对转子-密封系统建模,求解此非线性动力模型得到系统转子位移与密封腔内压强的数值解。以不平衡转子-密封系统为例,计算分析系统非线性动力特性,并用Hopf分岔图与Poincare截面图进行直观表示。结果表明减小转子质量偏心对提高系统稳定性有较大影响。

迷宫气封齿高对转子动力学系数的影响

将流场分为2个控制体,对流体基本方程及经验公式进行摄动求解,且采用流量连续原理及迭代法求解各腔室内的静态压力,同时也引入气封齿齿高于原双控体模型中。对修正的双控制体模型的分析结果表明:必须考虑气封齿齿高对转子动特性的影响,引入齿高后的转子动特性系数更接近于Childs实验值;不同的气封齿位置,具有相类似的动特性变化趋势。

蜂窝密封动力特性计算方法的改进及应用

针对蜂窝密封的转子动力学特性分析,本文由双控制体模型入手,建立相应的控制方程,将其无量纲化,并通过摄动分析分解为零阶及一阶无量纲方程。通过零阶方程求得定常流场,确定流场是否发生阻塞现象,继而求解一阶方程得到密封的动力特性系数。本文的双控制体模型在蜂窝密封静子和转子表面采用Blasius模型的摩擦系数,且舍弃转子轴心传统的圆轨迹小扰动假设,直接设定为椭圆轨迹小扰动,加之矩阵形式的表达,得到了更为清晰的模型及更为简洁的算法。随后与实验结果相比较,验证模型及计算结果的准确性,并比较一般气体密封的计算结果,体现蜂窝密封在稳定性方面的优越性。最后分析了几种密封参数对其动力特性的影响,揭示某些规律并给出一些建议。