柱面气膜密封界面结构型式与特性研究

admin · 发表于 2022-9-9 09:28:49

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本文以典型高速流体机械—航空发动机为密封载体，对柱面气膜密封界面结构及其密封特性展开研究。航空发动机关键部位流体动密封对整机性能提高影响显著，考察航空发动机流体动密封关键部位工况条件和结构要求限制，具有浮动自适应性结构的柱面气膜密封系统具有独特的优势。密封界面的结构对柱面气膜密封系统密封特性影响显著，本文对密封界面结构型式、界面几何参数及它们对密封性能等的影响进行研究，为柱面气膜密封系统设计提供帮助。根据柱面气膜特性分析的基本模型，运用对界面结构适应性较强的有限元法，建立了柱面气膜密封数值计算模型；选择六种螺旋槽派生界面典型结构，通过数值计算对相关典型界面结构的气膜密封稳态特性进行研究，分析了不同界面结构密封特性变化特点和应用中可能的优劣势，为密封系统研究和设计选型提供了基础及指导；对界面结构中的多种参数设计题目，以顺流螺旋槽结构为例，研究了界面结构不同参数变化对密封特性的影响，通过引进粒子群智能优化算法，对气膜密封界面槽形参数的多维优化进行了研究；根据柱面气膜密封自激振动机理，建立了密封浮环稳定性判据，研究分析了相关典型界面结构密封气膜的自振稳定性，给出的性能曲线及结论对设计柱面气膜密封具有一定的指导作用。基于对典型界面结构型式柱面气膜密封特性数值分析方法的研究，设计开发了柱面气膜密封特性分析设计软件，实现了多界面结构密封系统密封性能的计算分析。

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