稳态性能下T型槽柱面气膜密封结构参数非线性回归分析

为探究T型槽柱面气膜密封的稳态性能(气膜刚度、浮升力、泄漏率),使用计算流体力学(CFD)的方法,在转速为8000 r/min的工况条件下,分析了密封系统结构参数的改变对系统稳态性能的影响。在不改变气膜厚度和气膜偏心的条件下,拟合了密封长度、T型槽槽数、T型槽深度与稳态性能之间的多元非线性方程,并通过对回归系数大小的比较确定了各因素的影响程度。结果表明:系统泄漏率受密封长度的大小影响最为显著,T型槽数量和槽深的改变对泄漏率的影响并不显著;随着密封长度的增加,气浮力几乎呈线性增长,而T型槽深度和T型槽的数量的改变对浮力的影响依次减小;影响气膜刚度最大因素的是T型槽深度,其次是T型槽的数量,密封长度的影响最小。

T型槽柱面气膜槽型参数数值计算研究

为了找出T型槽柱面气膜密封最优槽型搭配,探究T型槽柱面气膜密封槽型参数对其密封性能的影响,采用CFD(Computational Fluid Dynamics)数值模拟结合正交试验,针对T型槽柱面气膜密封槽型中槽数、槽深、坝长槽长比、槽台宽比等槽型参数,对泄漏率、浮升力、气膜刚度、漏刚比等T型槽柱面气膜密封的性能参数的变化作进一步分析。正交试验采用极差分析的方法得到了影响T型槽柱面气膜密封性能槽型参数的主次顺序。试验表明,槽深是影响T型槽柱面气膜4个性能参数的首要槽型参数,浮升力及泄漏率主次要槽型参数一致。

基于CFD柱面气膜密封静态力学性能分析

为了探索新型密封槽结构对柱面气膜密封性能的影响,通过建立无槽和T型槽气膜计算模型,利用CFD软件对2种结构气膜的静压力分布、流体速度分布、剪应力分布进行对比分析.结果表明:无槽浮动环在偏心旋转过程中由于流体动压效应,使得气膜压力沿周向存在较大压差,最小膜厚处为高压区,最大膜厚处为低压区;T型槽气膜在槽型部位和槽根处气膜压力较大,由于T型槽模型静压分布最大压强大于无槽模型;T型槽浮动环可产生流体动压效应,使得气膜表面沿周向分布与槽数相等的压力波峰;与无槽浮动环相比,T型槽浮动环产生的流体动压效应使得流体速度大于无槽时数值;无槽气膜最大剪应力在最小膜厚处,T型槽气膜最大剪应力在最小膜厚处和T型槽根部坝区,且T型槽气膜最大剪应力大于无槽气膜最大剪应力.