收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

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。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 王旭;岳国强;张文平;郑群;;流体静压型指尖密封数值仿真分析[J];热能动力工程;2007年01期
2 钟世;弹性流体静压式防冲装置[J];水运工程;1984年05期
3 Jonathan D.Rowe;葛蕴文;;用流体静压储液罐测量系统建立储存量的准确标准[J];国外计量;1988年04期
4 杜庚林;流体静压与瞬间滚动组合轴承[J];江苏机械制造与自动化;1996年05期
5 黄泽沛;张君凯;王和顺;王旭;;流体静压型核电主泵轴密封的研制[J];流体机械;2012年08期
6 方艳峰;;抛物线型流体静压型机械端面密封数值分析[J];流体机械;2013年04期
7 丁杰;结构设计中流体静压轴承史塔芬方程的几种应用[J];火控雷达技术;1999年04期
8 彭旭东;刘伟;白少先;孟祥铠;盛颂恩;;热弹变形对核主泵用流体静压型机械密封性能的影响[J];机械工程学报;2010年23期
9 罗生梅;赵树清;;用于高速进给的流体静压螺母[J];机床与液压;2008年04期
10 方艳峰;彭旭东;孟祥铠;白少先;盛颂恩;;热冲击对流体静压型机械密封性能影响的研究[J];流体机械;2010年10期
11 彭旭东;康玉茹;孟祥铠;白少先;盛颂恩;;核主泵用流体静压型机械密封性能的影响因素研究[J];机械工程学报;2012年17期
12 康玉茹;孟祥铠;彭旭东;李纪云;盛颂恩;;核主泵用流体静压型机械密封耦合模型与性能分析[J];流体机械;2011年11期
13 莫力根;蔡纪宁;张秋翔;李双喜;;多锥角收敛间隙流体静压密封的数值分析[J];润滑与密封;2010年10期
14 张杰;李鲲;吴兆山;丁思云;杨博峰;郑国运;;核主泵流体静压式二级密封的压力变形数值研究[J];液压气动与密封;2012年06期
15 彭旭东;刘鑫;孟祥铠;盛颂恩;李纪云;;核主泵用双锥度端面流体静压机械密封热弹流效应研究[J];摩擦学学报;2012年03期
16 廖传军;黄伟峰;索双富;魏琳宗;王玉明;;流体静压型机械密封的半解析式流固耦合模型[J];机械工程学报;2010年20期
17 陈克栋;流体静压支承从应用基础研究走向商品化[J];机床与液压;1994年03期
18 陈铁飞;工业机械用润滑油(五)[J];机械工人.冷加工;1994年09期
19 刘轶欧,刘宗军,邓盛尧,刘铁亮,刘明谦;流体静压蜗杆、蜗轮齿条传动副结构及静压系统主要参数选择[J];机械制造;1999年02期
20 刘国良;庄淑君;;压力容器流体静压分析的计算机仿真实验[J];洛阳理工学院学报(自然科学版);2012年01期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 康玉茹;彭旭东;孟祥铠;白少先;盛颂恩;;核主泵用流体静压型机械密封端面变形预测及分析[A];2011年全国青年摩擦学与表面工程学术会议论文集[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前1条
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
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 莫力根;多锥角收敛间隙流体静压密封流场特性研究[D];北京化工大学;2010年
2 刘伟;核主泵用流体静压型机械密封热弹流效应理论研究[D];浙江工业大学;2010年
中国重要报纸全文数据库 前1条
1 张开逊;回望人类发明之路[N];大众科技报;2004年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978