基于F-K滑移流模型的柱面微槽气浮密封浮升能力分析

• 作者: 陆俊杰 张炜 马浩
• 来源期刊: 化工学报
• 关键词: 滑移流模型 螺旋槽 气膜 柱面密封 润滑性能
• 年，卷（期）: 2021,（8）
• 所属期刊栏目: 表面与界面工程
• 页码范围: 4267-4278
• 页数: 11页
• 分类号: TB42
• 语种: 中文
• DOI: 10.11949/0438-1157.20210464

摘要

由于气浮密封薄膜引发的滑移流现象频发，本文针对一种新型柱面螺旋槽气浮密封，基于线性化Boltzmann方程(F-K模型)，引入流量因子，建立稀薄气体润滑的F-K滑移流模型。采用高精度八点差分法和Newton-Raphson迭代法求解气膜压力，解决了表面槽-台阶跃、径向偏心与极薄气膜三者耦合下对求解发散和计算精度的影响。将计算结果与现有研究对比，并考察了气体滑移流效应与运行参数的内在关联，研究结果验证了新型柱面螺旋槽气浮密封在高速、低压、小膜厚和大偏心下具有较为明显的滑移流效应；此外，虽然槽深、槽数和槽长的增加提高了气膜浮力，但是增强了槽内滑移流动的响应。研究结果为拓宽动压密封应用范围提供理论了基础。