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密封腔吸水及可控吸气的减振实验研究

尹德志  
【摘要】: 目前,透平机械已广泛应用在国民生产的很多复杂领域,其运行的安全性和稳定性也日益成为重要的攻关难题。其中,流体激振是造成叶轮振动和叶片断裂失效的重要因素之一。根据人们长期研究的流体激振机理,以及各种成功运用于实际的解决密封激振的方法,本文对目前最新的吸气减振技术进行了一些改进。论文的具体内容如下: 1、根据吸气调控汽轮机叶轮密封气流激振的方法,提出在水轮机止漏环的迷宫密封中运用该方法,以达到降低密封激振的目的。因此,首先,分析了水轮机止漏环中密封激振的主要原因是由于迷宫中密封间隙不均造成的;其次,根据水轮机的特殊性和复杂性,本文对水轮机密封结构进行了简化处理,并且根据简化搭建实验台;再次,根据吸气机理和实验台情况,选择在密封最小间隙的上下游安置吸水装置,对比其振动情况,证明在最小密封间隙的上游吸水能够有效的降低转子振动。 2、在反旋流理论中,合适的反旋流量可以有效的抑制汽流激振,但是旋流气量的控制一直是个难点,如果喷射的汽流太少,则不能起到有效的减振效果,如果太多,反而可能会激起更大振动。因此,本文根据此机理,在自主建立叶片振动实验装置中,提出了新型的闭环吸气减振自动控制系统。改进后的系统基于先进的Labview编程软件,实现对实验设备的闭环控制。通过测量叶片振动值的大小自动调节吸气阀门的开度来控制吸气量。控制程序分为三档对应阀门的三个开度,当振动值超过每一档的门槛值,阀门到达指定的开度,以达到最佳减振效果。实验数据表明,在合适吸气量的调节下,不同档位皆能使叶片振动减少30%左右,如果配合着蜂窝密封共同使用,减振幅度能够达到40%左右。并且发现吸气减振的技术相对反旋流减振技术有着更好的稳定性。


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