摘要：针对机械密封在高速工况下跨尺度液膜黏性生热量大,易造成过热的问题,提出端面设有引流槽-环槽复合通道的机械密封端面构型。考虑黏性热效应和湍流效应,通过对比研究螺旋槽(SG)、引流槽-螺旋槽(IG-SG)、环槽-螺旋槽(AG-SG)和引流槽-环槽-螺旋槽(IG-AG-SG)流动传热过程,揭示引流槽-环槽复合通道的冷却机制,进一步参数化分析其对密封性能的影响规律。研究表明:密封腔内低温流体通过复合通道与内径处的高温流体形成混合流动,产生了显著的热混合效应,从而将内径侧高温区域转移到了环槽外径侧与螺旋槽槽根所夹堰区,显著降低了密封液膜与环体温度;在高速、大压差、小膜厚条件下热混合效应剧烈,当槽深超过60μm时冷却效果达到最佳并趋于稳定。热混合效应显著的冷却作用有效降低了液黏度损失,从而密封承载性能和摩擦学性能大幅提升,这对高速机械密封温度的可控设计与性能提升具有显著的工程意义。

摘要：隔振是一种航天器振动控制的重要方法,隔振器动力学特性的理论研究是隔振设计的重要基础。针对一种航天新型黏性流体微振动隔振器,基于非牛顿流体物理属性、隔振器宏观传热特性、运载火箭-卫星轴向振动特性,提出了发射段的隔振器及运载火箭-卫星-隔振器系统的非线性热-振耦合模型;通过自行设计基础激励试验测试平台,对不同环境温度下的流体阻尼系数和体积刚度系数进行测试,并将试验得到的阻尼、刚度数据输入隔振模型中进行仿真分析。研究结果表明,隔振系统具有时变性和非线性,流体黏性热导致共振频率漂移、共振幅值变化,隔振器性能与激励幅值、激励频率相关,需要采用新的“共振带”和“隔振带”的概念进行设计;理论模型和研究方法可为隔振器热振耦合特性评估、优化设计及工程应用提供理论依据和参考。