【摘 要】
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基于多频椭圆涡动模型和动网格技术,通过数值求解三维非定常Reynolds-Averaged Navier-Stokes(RANS)方程和k-ε紊流模型的方法,研究了进口预旋和涡动频率对旋转动密封转子动
【机 构】
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西安交通大学能源与动力工程学院叶轮机械研究所,西安,710049;上海电气电站设备有限公司,上海,200240
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基于多频椭圆涡动模型和动网格技术,通过数值求解三维非定常Reynolds-Averaged Navier-Stokes(RANS)方程和k-ε紊流模型的方法,研究了进口预旋和涡动频率对旋转动密封转子动力特性的影响.研究表明:旋转动密封在z和y方向具有相同的直接激振力系数(Kxx≈Kyy,Cxx≈Gyy)和大小相等、符号相反的交叉激振力系数(Kxy≈-Kyx,Cxy≈-Cyx);旋转动密封具有正的、频率无关的直接刚度系数,其值随进口预旋的增大而增大.进口预旋对密封交叉刚度的大小和符号均具有显著影响;直接阻尼系数在低频区为负值,且随涡动频率的增大而增大,在90 Hz附近变为正值;在整个涡动频率范围内,旋转动密封的有效阻尼均为负值,不利于转子系统的稳定,其产生的流体激振力可能诱发转子系统失稳.进口预旋虽在一定程度上减小了正的交叉刚度,但同时增大了负的直接阻尼,最终使密封有效阻尼减小;较大的进口预旋增大了转子系统失稳的风险.
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