反转轴间气膜密封的动态特性分析

admin · 发表于昨天 22:43

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先进航空发动机性能的提高，其轴间相对转速也相应地有所提高，最高可达20000rpm以上。同时，密封界面的相对滑动速度的增加，使传统密封已经不能很好的适应这样的工作条件。双端面气膜密封结构作为一种非接触式密封形式，具有低泄露、低能耗、长寿命、无压力/速度极限要求等优点，并且可以在高界面滑动速度、高边界压差、高环境温度等苛刻的工作条件下稳定工作，因而得到了越来越广泛的关注。但迄今为止有关反转轴间双端面气膜密封方面的理论研究还不充分，有待人们进一步的完善。本论文针对一种双端面的反转轴间气膜密封系统，用有限元方法编程对气膜内的动态压力场进行了求解，计算了两端面上气膜刚度和气膜阻尼，并以此为依据分析了反转轴间的气膜密封在外界瞬态扰动力和周期扰动力分别作用下的系统的振动过程。文中还分析了各关键结构参数及工况参数变化对动态特性系数的影响，为进一步研究该种密封形式的工作机理和动力学响应过程，提供理论基础，对相关结构的工程设计具有一定指导意义。在上述理论基础上，完成了用有限元方法计算气膜密封动态特性的程序。分析表明：气膜厚度、前密封跑道质量、主密封环质量等参数会对系统的动态特性产生很大的影响。膜厚的增加会使气膜刚度先增大后减小；前密封跑道质量越大，气膜密封在收到外界扰动后振动时间越长；不同主密封环质量对系统的振动时间影响不大，但会影响系统的振幅。

反转轴间气膜密封的动态特性分析

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