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《哈尔滨工程大学》 2006年
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流体静压型指尖密封的理论与试验研究

王旭  
【摘要】: 燃气轮机先进密封技术是近十几年来在国外引起高度重视的一个分支领域,先进密封技术带来的好处,已经实实在在地体现在发动机性能提高、燃油消耗率降低、运行和维修成本减少等方面。指尖密封技术是当前先进密封技术的前沿性研究方向,本文通过大量的国内外资料收集和课题调研,在分析接触型指尖密封和流体动压型指尖密封优缺点的基础上,提出了流体静压型指尖密封,并以此为研究对象,开展了深入的理论和试验研究。本文的研究成果主要包括以下几个方面: 1.在全面研究和分析国内外已有指尖密封技术研究成果的基础上,提出了一种简单、实用、可靠的小间隙流体静压型指尖密封。当密封流体高速通过静压靴间隙时,作用于静压靴工作面上的压力并不大,因此,保证了工作状态下静压靴的小变形优点。本文根据流体静压型指尖密封的这个工作原理,设计了两种规格的指尖密封环、四种涂层的跑道。本文设计的流体静压型指尖密封试验件,是一种带压力平衡腔的活动可拆式结构,通过重新装配组合,可进行多种指尖密封结构的试验研究。 2.为满足流体静压型指尖密封试验研究的条件,本文在现有舰用燃气轮机密封试验台的基础上,对密封试验台的控制系统和测量系统进行了全面改造,建立了电控操作台和数据采集系统。利用昆仑组态软件的操作平台,本文还开发了密封试验台数据采集系统软件,并成功实现了对试验数据的实时测量和存储。 3.本文从结构动力学的角度,分析了流体静压型指尖密封各部件的受力特点,并在此基础上提出了结构动力学特性计算模型。通过对计算模型的合理简化,使考虑部件间接触摩擦的动力学特性计算成为可能。本文用SAMCEF/FIELD软件对影响流体静压型指尖密封动力学性能的主要参数进行了分析计算,计算表明:铆紧力和封前压力以及静压靴与指尖臂间的倒圆是对动力学特性有重要影响的参数,在结构设计上,必须综合考虑这三个设计参数对动力学特性的综合影响。 4.提出了流体静压型指尖密封流固耦合计算的数学模型。针对小间隙流体静压型指尖密封的结构特点,建立了基于三维时间平均基础上的N-S方程和线性范围内结构应力—应变关系的流固耦合数学模型,并给出了收敛准则。本文用CFX5.7作为流体分析求解器,用ANSYS9.0作为应力-应变分析求解器,实现了对流体静压型指尖密封流固耦合特性的分析计算。 5.利用本文提出的流体静压型指尖密封流固耦合数学模型,对密封泄漏和变形的主要影响因素进行了分析计算,并用旋涡耗散能量的理论解释了流体静压型指尖密封的封严作用机理。本文关于密封泄漏和变形的研究结论,对指尖密封的设计有重要指导意义。 6.以流体静压型指尖密封工程实际应用为目标,进行了流体静压型指尖密封封严特性试验、滞后特性试验和磨损特性试验。封严特性试验表明:流体静压型指尖密封具有低泄漏的特征,约为同等条件下篦齿密封泄漏的三分之一;滞后特性试验表明:本文设计的压力平衡结构能缓解滞后现象,但限于密封试验台的实际条件,缓解滞后的能力没有得到充分体现,但通过对平衡腔的压力监测表明,在结构上实现了压力平衡;磨损特性试验表明:GH3044指尖材料与碳化钨涂层和陶瓷涂层跑道组成的摩擦副效果较好,与表面渗氮跑道组成的摩擦副效果较差。
【学位授予单位】:哈尔滨工程大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:U664.131

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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 孙丽霞,王宗根,卢晨光;刷式密封中泄漏问题的流体动力学模型研究[J];吉林化工学院学报;2004年04期
2 刘雨川,徐万孚,陈国林,沈心敏;端面气膜密封的高性能端面结构[J];航空学报;2000年02期
3 王华明;金属材料激光表面改性与高性能金属零件激光快速成形技术研究进展[J];航空学报;2002年05期
4 王旭,张文平,来亮,梁海东;指尖密封泄漏流动的数值仿真分析[J];航空动力学报;2005年04期
5 孙晓萍,李卫东,刘晓远;刷式密封设计与试验研究[J];航空发动机;2005年02期
6 胡超,李凤明,黄文虎;汽封间隙激振对转子作用的动力学分析[J];哈尔滨理工大学学报;2004年04期
7 金琰,袁新;转子密封系统流体激振问题的流固耦合数值研究[J];工程热物理学报;2003年03期
8 葛世荣,朱华;摩擦学复杂系统及其问题的量化研究方法[J];摩擦学学报;2002年05期
9 朱华,葛世荣;摩擦力和摩擦振动的分形行为研究[J];摩擦学学报;2004年05期
10 翟文杰,齐毓霖;干摩擦下金属表面膜及其磨粒对摩擦行为及自生电势的影响[J];摩擦学学报;2001年01期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 袁新;金琰;畅国勇;;叶轮机械中流体激振问题的流固耦合研究[A];第八届全国空气弹性学术交流会会议论文集[C];2003年
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 桂普国;非渐扩形结构指尖密封特性研究[D];西北工业大学;2003年
2 吴银娥;指尖密封型线主动控制优化研究[D];西北工业大学;2005年
3 袁玮;刷式密封接触分析及磨损特性的研究[D];西北工业大学;2004年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 黄瑞芬,罗建民,王春琴;激光熔覆技术的应用及其发展[J];兵器材料科学与工程;2005年04期
2 肖红军,彭云,马成勇,田志凌;激光表面改性[J];表面技术;2005年05期
3 董世运;马运哲;徐滨士;韩文政;;激光熔覆材料研究现状[J];材料导报;2006年06期
4 高晓安,陆道纲,朱玉巧,栾霖;考虑流固耦合的储液容器地震反应计算[J];工程抗震;2001年03期
5 尹立中,王本利,邹经湘;航天器液体晃动与液固耦合动力学研究概述[J];哈尔滨工业大学学报;1999年02期
6 徐悦,田爱梅;基于CFD的涡轮泵转子密封流体激振研究进展[J];火箭推进;2005年01期
7 冯莉萍,林鑫,陈大融,李延民,杨海欧,黄卫东;材料对激光多层涂覆定向凝固显微组织的影响[J];航空材料学报;2004年01期
8 王旭,张文平,来亮,梁海东;指尖密封泄漏流动的数值仿真分析[J];航空动力学报;2005年04期
9 孙晓萍,李卫东,刘晓远;刷式密封设计与试验研究[J];航空发动机;2005年02期
10 王华明;金属材料激光表面改性与高性能金属零件激光快速成形技术研究进展[J];航空学报;2002年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 刘建军;刘先贵;胡雅衽;张盛宗;;低渗裂缝性砂岩油藏流固耦合分析[A];自然、工业与流动——第六届全国流体力学学术会议论文集[C];2001年
2 杜颖;贾启芬;刘习军;;液固耦合中的若干力学问题[A];第十二届全国结构工程学术会议论文集第Ⅰ册[C];2003年
3 徐敏;安效明;陈士橹;;一种CFD/CSD耦合计算方法[A];首届全国航空航天领域中的力学问题学术研讨会论文集(上册)[C];2004年
4 梁城;潘邻;陶锡麒;夏春怀;宋燕;;Ti6Al4V钛合金表面激光熔覆Ni-Ni基合金梯度涂层组织及性能研究[A];湖北省第十届热处理年会论文集[C];2006年
5 陈贵清;;管道结构漫谈[A];第二届全国力学史与方法论学术研讨会论文集[C];2005年
6 肖猛;赵剑峰;;金属零件快速成形制造技术在国内的研究与发展[A];2005年中国机械工程学会年会论文集第11届全国特种加工学术会议专辑[C];2005年
7 白德贵;王志华;陈国兴;;深水桥梁桩基础考虑流固耦合效应的地震反应分析方法综述[A];第三届全国防震减灾工程学术研讨会论文集[C];2007年
8 黄理卿;陈文礼;李惠;欧进萍;;基于CFD的柔性边界索膜结构流固耦合效应研究[A];第十三届全国结构风工程学术会议论文集(下册)[C];2007年
9 赵春华;严新平;周新聪;冯伟;;基于数值模拟方法的摩擦学系统特性的描述研究[A];第二届全国工业摩擦学大会暨第七届全国青年摩擦学学术会议会议论文集[C];2004年
10 张涛;路长厚;潘伟;;一种基于粘弹性理论的摩擦模型[A];2006全国摩擦学学术会议论文集(一)[C];2006年
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1 李庆祥;薄膜结构的动力分析和风致气动力失稳研究[D];浙江大学;2006年
2 隆文非;高坝动水压力及气幕隔震机理研究[D];四川大学;2005年
3 王勇;考虑液体晃动的三大件转向架罐车耦合系统动力学性能研究[D];西南交通大学;2004年
4 王忠;坝库相互作用及抗震技术研究[D];四川大学;2001年
5 谭湘强;液体中微机器人的运动机理与实验研究[D];广东工业大学;2002年
6 晏启祥;有横缝高拱坝的非线性地震响应分析[D];四川大学;2002年
7 周志军;低渗透储层流固耦合渗流理论及应用研究[D];大庆石油学院;2003年
8 金琰;叶轮机械中若干气流激振问题的流固耦合数值研究[D];清华大学;2002年
9 石焕文;裂纹及水介质对薄板振动和辐射声场特征的影响[D];陕西师范大学;2004年
10 贺建军;复杂机电系统机电耦合分析与解耦控制技术[D];中南大学;2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 彭玉娟;稀土对激光熔覆镍基合金涂层的影响[D];辽宁工程技术大学;2006年
2 尹红斌;摩擦材料1:5缩比台架的研制及试验方法的研究[D];吉林大学;2006年
3 马存志;混流式水轮发电机组转动轴系动力特性研究[D];广西大学;2007年
4 高晓安;流体简化模型在储液容器抗震计算种的应用及三维流固耦合程序的开发[D];中国原子能科学研究院;2000年
5 阮诗伦;三峡升船机耦合系统的数值分析[D];大连理工大学;2001年
6 韩明岚;三峡升船机中船进出船厢时的动态响应及其有限元的计算[D];大连理工大学;2001年
7 侯立群;激光熔覆技术制造立铣刀的实验研究[D];北京工业大学;2003年
8 桂普国;非渐扩形结构指尖密封特性研究[D];西北工业大学;2003年
9 邱清水;输流管道在粘性流动下耦合振动问题的数值方法研究[D];四川大学;2003年
10 党小建;水轮机导叶流固耦合振动特性计算[D];西安理工大学;2004年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王旭,张文平,来亮,梁海东;指尖密封泄漏流动的数值仿真分析[J];航空动力学报;2005年04期
2 陈国定,徐华,虞烈,苏华,张永红;对数螺线指尖密封的装配变形分析[J];机械科学与技术;2002年06期
3 苏华,陈国定;指尖密封型线形成的研究[J];机械科学与技术;2003年06期
4 苏华,陈国定;低迟滞渐开线型指尖密封的结构参数优化[J];机械科学与技术;2004年09期
5 雷燕妮,陈国定;压力平衡型指尖密封结构影响因素研究[J];机械科学与技术;2004年10期
6 陈国定,徐华,虞烈,苏华;指尖密封的迟滞特性分析[J];机械工程学报;2003年05期
7 吴银娥,陈国定;基于迟滞性能优化的指尖密封型线设计[J];润滑与密封;2005年02期
8 陈国定,徐华,肖育祥,周连杰,吴昊天;轴向尺度对指尖密封性能影响的分析[J];燃气涡轮试验与研究;2003年01期
9 陈国定,吴昊天;后遮流板结构尺寸对指尖密封性能影响的研究[J];中国机械工程;2004年01期
10 史进渊,孙庆,危奇,钟小萍,龚汉声;超超临界汽轮机汽流激振的研究[J];动力工程;2003年05期
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1 苏华;指尖密封结构和性能的设计分析与试验研究[D];西北工业大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 孟召军;汽轮机弹性齿汽封的研究[D];华北电力大学(北京);2006年
2 叶小强;叶轮机械先进密封的研究[D];北京化工大学;2006年
3 褚伟;布莱登汽封在300MW汽轮机上的应用研究[D];重庆大学;2006年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 金琰,袁新;转子密封系统流体激振问题的流固耦合数值研究[J];工程热物理学报;2003年03期
2 杨汇涛,曹玉璋;旋转篦齿封严泄漏与换热的准则研究[J];北京航空航天大学学报;1999年04期
3 陆善平,郭义;钎焊工艺对WC—Co/NiCrBSi复合涂层性能的影响[J];材料研究学报;1999年02期
4 刘元富,赵海云,王华明,赵海云;激光熔敷Ti_5Si_3/NiTi_2复合材料涂层的组织与耐磨性[J];材料研究学报;2002年03期
5 谷朝红,姚熊亮,陈起富;水轮机部件流固耦合振动特性研究[J];大电机技术;2001年06期
6 李芳,凌道盛;工程结构优化设计发展综述[J];工程设计学报;2002年05期
7 郭忠诚,王敏,刘洪康,王志英;电镀法制取耐磨耐蚀复合镀层的性能研究[J];机械工程材料;1998年01期
8 戴晓洲,应洪山,范吉全,翟晓宁;迷宫式活塞压缩机迷宫密封及结构分析[J];化工机械;2000年02期
9 林基恕,张振波;21世纪航空发动机动力传输系统的展望[J];航空动力学报;2001年02期
10 吴丁毅;两类常用篦齿密封和临界特性的分析与比较[J];航空动力学报;1997年04期
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1 桂普国;非渐扩形结构指尖密封特性研究[D];西北工业大学;2003年
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1 吴银娥,陈国定;基于迟滞性能优化的指尖密封型线设计[J];润滑与密封;2005年02期
2 陈国定,徐华,虞烈,苏华;指尖密封的迟滞特性分析[J];机械工程学报;2003年05期
3 苏华,陈国定;低迟滞渐开线型指尖密封的结构参数优化[J];机械科学与技术;2004年09期
4 陈国定,徐华,虞烈,肖育祥,周连杰;指尖密封型线力学性能的有限元分析[J];西北工业大学学报;2002年02期
5 雷燕妮,陈国定;压力平衡型指尖密封结构影响因素研究[J];机械科学与技术;2004年10期
6 苏华,陈国定;指尖密封型线形成的研究[J];机械科学与技术;2003年06期
7 陈国定,徐华,肖育祥,周连杰,吴昊天;轴向尺度对指尖密封性能影响的分析[J];燃气涡轮试验与研究;2003年01期
8 雷燕妮,陈国定;背压腔结构对压力平衡型指尖密封性能的影响分析[J];机械科学与技术;2004年04期
9 陈国定,徐华,虞烈,苏华,张永红;对数螺线指尖密封的装配变形分析[J];机械科学与技术;2002年06期
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3 李英华;李英雷;张祖根;靳开诚;;利用SHPB装置测量软材料体模量的实验研究[A];第五届全国爆炸力学实验技术学术会议论文集[C];2008年
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7 李天匀;刘志忠;张俊杰;朱翔;;波传播法分析静压下圆柱壳-流场耦合系统的自由振动[A];第十二届船舶水下噪声学术讨论会论文集[C];2009年
8 王正滨;袁梅;;超声显像对输尿管下端梗阻疾病的诊断[A];面向21世纪的科技进步与社会经济发展(下册)[C];1999年
9 马莎莉;;静脉输液外渗的机理和防治[A];中华护理学会全国儿科护理学术交流暨专题讲座会议论文汇编[C];2009年
10 李建军;李志利;王惠娟;;动物头低位、立位及下体负压综合实验台的研制和应用[A];中国空间科学学会空间生命专业委员会2003年中国空间生命科学与航天医学会议论文摘要集[C];2003年
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1 张开逊;回望人类发明之路[N];大众科技报;2004年
2 ;专家解读骶神经根囊肿[N];保健时报;2008年
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1 王旭;流体静压型指尖密封的理论与试验研究[D];哈尔滨工程大学;2006年
2 苏华;指尖密封结构和性能的设计分析与试验研究[D];西北工业大学;2006年
3 向海燕;无创伤人体逐拍动脉血压测量技术[D];第四军医大学;2005年
4 谢满江;平滑肌离子通道机制在模拟失重致血管适应性变化中的作用[D];第四军医大学;2005年
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