摘要：气膜浮动密封已广泛应用于透平压缩机械中,但对于其轴套的槽型参数缺少系统的研究。针对气膜浮动密封运行原理与螺旋微槽的结构特点,在气膜润滑理论的基础上,建立了相应的数学模型。采用中心差分法对压力控制方程和气膜厚度方程进行了耦合求解,并验证了编制程序的正确性。计算获得了气膜浮动密封气膜的稳态特性参数,并分析讨论了工况参数改变时槽型结构参数对浮动密封稳态性能的影响。研究表明:当气膜浮动密封在所讨论的工况参数范围内,槽型参数在下列范围取值时能获得较优的综合密封性能:螺旋角α=28.5°,槽长L=12mm,槽数N=18。此研究结果为气膜浮动密封槽型的设计提供了理论依据。

摘要：针对浮环气膜密封在运行过程中气膜刚度较低,密封副易碰磨的问题,提出了在轴套表面开设微槽提高气膜承载力进而提高气膜密封系统的稳定性。基于气体润滑理论,建立了浮环气膜密封的稳态特性数学分析模型,并采用有限差分法进行对压力场进行了求解,计算获得了浮环气膜密封的稳态特性参数,并探究了不同工况及结构参数对气膜径向刚度的影响规律。分析结果表明:随着压强、转速和偏心率的增大都可引起气膜浮升力的提高及径向气膜刚度增大,从而改善了密封系统的稳定性,其中转速为20000r/min,入口压力为0.9MPa时,偏心率取值0.6和螺旋角取值30°时,气膜承载力最佳,气膜刚度最大,可显著提升密封装置维稳和抗振性能。该研究对浮环密封系统设计提供了一定的参考。

摘要：端面干气密封已广泛应用于化工旋转机械中,但对于其密封副的双向旋转槽型缺少系统的研究。针对V型槽端面干气密封运行原理和结构特点,在气膜润滑理论的基础上,建立了相应的数学模型。采用中心差分法对压力和气膜厚度控制方程进行了耦合求解,并验证了编制程序的正确性。随后利用验证后的代码对端面干气密封的稳态特性参数展开了计算,并分析讨论了工况参数改变时V型槽不同的开口角度对端面干气密封稳态特性参数的影响。研究表明:本研究所数学模型具有一定的普适性,而且V型槽开口角度为α=15°的密封性能最好,四种开口角度所产生的密封效果优劣排序为α=15°>α=60°>α=30°>α=45°。V型槽端面干气密封在所讨论的工况参数范围内,气膜开启力和气膜摩擦力随转速和压力的增大而提高;泄漏量随转速的增大略微下降,随压力的增大而呈线性增大。此研究结果为端面干气密封的双向旋转槽型的设计与研究提供了参考依据。