螺旋槽密封环在热-流-固耦合下的变形研究

以螺旋槽干气密封的动静环和密封气膜组成的系统为研究对象,在Solidworks中建立密封环三维耦合模型,Fluent中计算获得流场动压微气膜分布,将得到的微气膜数据载入Workbench平台的结构场和温度场,设置相应的刚性约束和边界条件,基于热-流-固耦合变形理论来分析密封环在热-流-固耦合下的应力、变形情况,研究不同压差下应力、变形的遵循规律。结果表明：动静环的应力在密封环外径处较大,热-流-固耦合下变形最大区域在中径处。随着压差的增大,密封环的应力、变形均增大,在一定压差范围内动环的应力大于静环,而静环的变形大于动环。     

槽型参数对气膜浮动密封稳态特性的数值研究

气膜浮动密封已广泛应用于透平压缩机械中,但对于其轴套的槽型参数缺少系统的研究。针对气膜浮动密封运行原理与螺旋微槽的结构特点,在气膜润滑理论的基础上,建立了相应的数学模型。采用中心差分法对压力控制方程和气膜厚度方程进行了耦合求解,并验证了编制程序的正确性。计算获得了气膜浮动密封气膜的稳态特性参数,并分析讨论了工况参数改变时槽型结构参数对浮动密封稳态性能的影响。研究表明：当气膜浮动密封在所讨论的工况参数范围内,槽型参数在下列范围取值时能获得较优的综合密封性能：螺旋角α=28.5°,槽长L=12mm,槽数N=18。此研究结果为气膜浮动密封槽型的设计提供了理论依据。