柱面螺旋槽气膜密封微尺度流动场稳态特性分析

• 作者: 丁雪兴 张伟政 苗春昊 贺振泓 陆俊杰
• 来源期刊: 化工学报
• 关键词: 柱面螺旋槽密封 微尺度 工况 结构参数 稳态特性
• 年，卷（期）: 2018,（4）
• 所属期刊栏目: 表面与界面工程
• 页码范围: 1537-1546
• 页数: 10页
• 分类号: TB42
• 语种: 中文
• DOI: 10.11949/j.issn.0438-1157.20170873

摘要

针对燃气轮机转子振动较大的特点,提出一种新型柱面螺旋槽气膜密封.利用考虑滑移边界条件下的微尺度效应稳态柱面雷诺方程,求解柱面气膜的压力的近似解析解,获得柱面螺旋槽气膜量纲1浮升力、泄漏量以及摩擦转矩,并讨论了工况参数和螺旋槽结构参数对稳态性能的影响.综合考虑参数对稳态特性的影响,提出优化结构参数.结果表明:密封压差对稳态特性的影响要远大于偏心率.在不同的偏心率下,螺旋槽槽数对浮升力的影响不明显,随着槽数的增加,摩擦转矩升高,泄漏量降低并在槽数n=12左右趋于稳定;随着槽深的增大,浮升力呈下降趋势,摩擦转矩和泄漏量相应增大;随着密封宽度增大,浮升力呈上升趋势,但偏心率不同,上升幅度不同;泄漏量在密封宽度L=0.035 m处基本稳定.螺旋角的增大导致了浮升力的下降,摩擦转矩和泄漏量呈上升趋势.在密封压差的作用下,摩擦转矩随着4种结构参数的增大而上升.槽数增大导致浮升力下降,与槽深的影响刚好相反.随着密封宽度的增加浮升力先降低后升高,与螺旋角的影响刚好相反.槽数和密封宽度的增加导致泄漏量快速下降至稳定值.提出优化的结构参数如下:槽数n=12～18,密封宽度L=0.03～0.045 m,螺旋角α=40°～50°.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	丁雪兴	兰州理工大学石油化工学院	128	926	17.0	24.0
2	张伟政	兰州理工大学石油化工学院	68	574	14.0	22.0
3	陆俊杰	兰州理工大学石油化工学院	11	54	5.0	7.0
4	苗春昊	兰州理工大学石油化工学院	3	13	2.0	3.0
5	贺振泓	兰州理工大学石油化工学院	2	13	2.0	2.0