【摘 要】
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密封是透平机械的重要部件,在防止工作介质泄漏的同时还会产生气流激振力。随着透平机械向高参数方向发展,密封内气流所产生的激振力增大,已成为影响转子失稳的重要因素。因此研究具有增效减振特性的新型密封结构具有重要意义。本文理论分析了密封气流激振与泄漏量影响因素,提出了新型浮动式密封结构;数值建立了收敛袋型密封与迷宫密封泄漏特性与动力特性求解模型,分析密封的泄漏量、浮动同心力与自适应同心性能,并确定了新型
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密封是透平机械的重要部件,在防止工作介质泄漏的同时还会产生气流激振力。随着透平机械向高参数方向发展,密封内气流所产生的激振力增大,已成为影响转子失稳的重要因素。因此研究具有增效减振特性的新型密封结构具有重要意义。本文理论分析了密封气流激振与泄漏量影响因素,提出了新型浮动式密封结构;数值建立了收敛袋型密封与迷宫密封泄漏特性与动力特性求解模型,分析密封的泄漏量、浮动同心力与自适应同心性能,并确定了新型浮动式密封自适应同心性能的评价参数,综合考虑自适应同心性能、稳定性与泄漏量对其进行结构优化设计;搭建了浮动式密封实验台,实验研究其动态响应特性与移动轨迹。研究结果表明:收敛袋型密封的浮动同心力是等间隙袋型密封与迷宫密封浮动同心力的7.72-9.72倍。在不同进出口压比和偏心率下,收敛袋型密封均向同心方向移动,且随着进出口压比和偏心率的增大,收敛袋型密封向同心方向移动速度加快,浮动响应时间缩短,偏心位移变化量增大,自适应同心性能增强。等间隙袋型密封只有当预置偏心率为0.9时,才向同心方向移动。而迷宫密封均保持在初始偏心位置,自适应同心性能较差。可基于有效刚度系数定量分析新型浮动式密封自适应同心性能,有效刚度系数越大,自适应同心性能越好。综合考虑密封的自适应同心性能、稳定性与泄漏量,贯通大小腔室,腔室深度为3mm,挡板数量为16的收敛袋型密封更适合作为新型浮动式密封的浮动密封环。
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