横纵有序微纹理设计的干气密封T型槽微纹理变量分析

为探究有序微纹理设计对干气密封T型槽动压效果的影响,基于气膜润滑原理,采用有限差分法,研究了微纹理排列间距、微纹理长度、T型槽基底长宽增幅、微纹理梯度倾斜角度等有序微纹理变量对密封参数的影响,并对四种微纹理的设计变量进行了对比。结果表明,T型槽的微纹理变量与T型槽的结构参数一样能改变槽的动压效应,但不改变干气密封槽型的动力学规律;微纹理变量对干气密封T型槽开启力的影响按微纹理梯度倾斜角度>微纹理排列间距>微纹理长宽>T型槽基底长宽增幅的顺序减小;对泄漏量的影响按微纹理长宽>微纹理排列间距>T型槽基底长宽增幅>微纹理梯度倾斜角度的顺序减小。研究结果对双向旋转式端面气膜密封的优化和设计具有一定的借鉴作用。

仿树形槽干气密封稳态性能分析

针对经典螺旋槽干气密封在反向旋转时动压效果较差,易遭受磨损、失稳等问题,提出一种新型双向旋转式仿树形槽。首先应用SolidWorks软件建立气膜三维模型,然后应用ICEM软件进行网格划分,最后在Fluent软件里对流场进行仿真模拟,将不同膜厚、槽深、转速等参数下开启力、泄漏率的计算结果与螺旋槽进行对比。结果表明:仿树形槽相较螺旋槽可产生明显的动压效应,且开启力较大,但其泄漏率较高,其中仿树形槽膜厚取2μm,槽深取5~7μm时,密封性能较好;膜厚和槽深对密封性能有较大的影响,干气密封开启力随膜厚增大而减小,随槽深的增大而增大;压力和转速增大2种槽型开启力都随之增大,但相比螺旋槽,仿树形槽密封性能受转速影响更小,且具有更好的开启效果。仿树形槽在实现双向旋转的同时也具有较好的密封性能,为双向旋转式干气密封槽型的设计提供一定的参考。