螺旋槽异型结构参数对密封润滑膜汽化特性及性能的影响

为了了解螺旋槽异型结构参数对密封润滑膜汽化特性及性能的影响,建立了涉及饱和蒸汽压力与温度关系、黏温效应和流体内摩擦效应的密封润滑膜汽化计算模型,对比研究了螺旋槽、Z型槽和雁型槽密封的润滑膜汽化特性和密封性能.研究表明:液膜汽化主要发生在槽堰区及其附近坝区;Z型槽和雁型槽的外槽根周向槽具有储压作用,Z型槽内槽根周向槽有槽区汽化抑制作用.Z型槽密封的开启力明显高于雁型槽和螺旋槽密封,雁型槽密封的开启力略优于螺旋槽密封;Z型槽密封的润滑膜汽化程度最低、泄漏量最小.Z型槽密封开启力在径向偏转系数为0.500~0.625、周向偏转系数为0.375~0.500时取得最大值,但随螺旋角的增大呈近线性下降;润滑膜平均气相体积分数在径向偏转系数为0.625左右、周向偏转系数为0.375、螺旋角为20°左右时获得最小值;泄漏量在径向偏转系数为0.625左右、周向偏转系数为0.500时获得最小值,但随螺旋角的增大呈近线性增大.

结构参数对螺旋槽指尖气膜密封性能的影响分析

指尖气膜密封是一种新型的非接触密封形式,其靴底结构对气膜密封的动压效应有很大的影响。笔者采用流固耦合有限元技术分析了螺旋槽结构指尖气膜密封的工作性能,探讨了螺旋槽深度、长度、槽间距和槽坎比等结构参数对泄漏量与流体薄膜承载力等密封性能影响的规律。另外,与同等工况条件下楔形结构指尖气膜密封相比,螺旋槽结构指尖气膜密封具有更为优良的密封性能特性,支持了螺旋槽结构作为指尖气膜密封靴底结构型式的可行性。

螺旋槽牵引结构粘滞流态气体流动特性的CFD模拟

采用计算流体力学(CFD)方法对螺旋槽牵引结构在粘滞流态下的气体流动规律进行了数值模拟,研究了在固定压缩比下螺旋槽牵引结构抽气通道内的压力场、流场变化情况,横截面平均压力,各横截面平均压力与特征长度的乘积以及各横截面与转子进口处的平均压力比。模拟结果表明:通道内的压力变化在抽气通道出口处增大;横截面平均压力呈指数分布;抽气通道各横截面平均压力与特征长度的乘积呈线性分布;各横截面与转子进口处的平均压力比呈指数分布;在靠近出口处有漩涡产生并且漩涡随着压强的增大而增大。本文研究结果表明:计算流体力学(CFD)方法可以有效地模拟真空环境下螺旋槽牵引结构在粘滞流态下的抽气特性。

新型柱孔式模式转换型纵-扭复合模态超声振动系统

为了改善基于螺旋槽结构和斜槽结构的模式转换型纵-扭复合模态超声振动系统存在的结构复杂、扭转分量较小等问题,论文提出了基于新型柱孔式复合变幅杆的模式转换型纵-扭复合模态超声振动系统,并利用有限元法和数据分析对其进行了仿真分析。结果表明,引入新型柱孔式复合变幅杆的系统的输出端面的剪切应力、旋转角度得到了大幅提升,能够有效地提高纵-扭振动的转换效率。