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刷式-迷宫密封泄漏流动和转子动力特性数值研究 被引量：7
1
作者 张元桥 李志刚 +1 位作者 李军 晏鑫 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期28-35,共8页
为评估刷式-迷宫密封的封严性能和偏心涡动时对转子安全稳定性的影响,采用基于涡动转子法和非线性Darcian多孔介质模型,建立了数值研究刷式-迷宫密封泄漏流动和转子动力特性的数学模型。研究了压比为1.96、3、4.49、6.9,进口预旋速度为... 为评估刷式-迷宫密封的封严性能和偏心涡动时对转子安全稳定性的影响,采用基于涡动转子法和非线性Darcian多孔介质模型,建立了数值研究刷式-迷宫密封泄漏流动和转子动力特性的数学模型。研究了压比为1.96、3、4.49、6.9,进口预旋速度为-50、-30、0、30、50 m/s和4种转子自旋速度为3×10~3、7.5×10~3、1.5×10~4、2×10~4 r/min下刷式-迷宫密封泄漏流动特性和转子动力特性系数,并与传统迷宫密封进行了比较。研究结果表明:刷式-迷宫密封的泄漏量显著小于迷宫密封,在压比为6.9时,刷式-迷宫密封的有效间隙仅为迷宫密封的25.5%;刷式-迷宫密封的直接刚度随压比和进口预旋速度绝对值增大而增大,随转子自旋速度改变变化不明显;有效阻尼随进口预旋和转子自旋速度的升高而降低。刷丝束具有止旋作用,相比迷宫密封,刷式-迷宫密封的交叉刚度和有效阻尼对运行工况变化敏感度更低,且刷式-迷宫密封的直接刚度在研究工况范围内均大于迷宫密封,临界转速更高。在相同工况条件下,刷式-迷宫密封的封严性能显著优于迷宫密封,正向预旋速度较大或转子自旋速度较低时,刷式-迷宫密封有效阻尼大于迷宫密封,转子系统的稳定性更好。 展开更多
关键词 刷式-迷宫密封 涡动转子法 泄漏流动 转子动力特性系数 数值模拟
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蜂窝密封内流动传热及转子动力特性的研究进展 被引量：10
2
作者 晏鑫 李军 丰镇平 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 2011年第2期201-216,共16页
蜂窝密封由于其具有优良的密封性能和转子动力特性而广泛应用于叶轮机械中.本文从实验研究、数值模拟和理论分析3个方面对蜂窝密封的研究现状及其进展进行了综述.主要内容包括:蜂窝密封泄漏特性及其密封机理的研究进展;蜂窝密封流动总... 蜂窝密封由于其具有优良的密封性能和转子动力特性而广泛应用于叶轮机械中.本文从实验研究、数值模拟和理论分析3个方面对蜂窝密封的研究现状及其进展进行了综述.主要内容包括:蜂窝密封泄漏特性及其密封机理的研究进展;蜂窝密封流动总温升特性的研究进展;蜂窝密封流热耦合作用下的流动传热特性研究进展;蜂窝密封非定常气流激振和转子动力特性的流固耦合机理研究进展.最后在蜂窝密封研究现状综述的基础上,展望了蜂窝密封的发展方向. 展开更多
关键词 蜂窝密封 泄漏特性 传热特性 转子动力特性
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补汽对透平级气动性能和静叶汽封转子动力特性影响的数值模拟 被引量：10
3
作者 王世柱 李志刚 +3 位作者 李军 冀大伟 肖高绘 葛庆 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第5期56-61,共6页
为了研究补汽对汽轮机通流部分气动性能和转子动力特性的影响,首先采用数值求解三维RANS方程和k-ε湍流模型的方法,研究了无补汽和2种补汽工况下补汽对透平级气动性能的影响。在此基础上,以不同补汽工况获得的透平级静叶汽封的进出口气... 为了研究补汽对汽轮机通流部分气动性能和转子动力特性的影响,首先采用数值求解三维RANS方程和k-ε湍流模型的方法,研究了无补汽和2种补汽工况下补汽对透平级气动性能的影响。在此基础上,以不同补汽工况获得的透平级静叶汽封的进出口气动参数为边界条件,采用多频椭圆涡动模型和动网格技术计算了静叶汽封的非定常气流激振转子动力特性系数。研究结果表明:补汽射流冲击下游静叶栅的叶根区域会造成旋涡流动,导致下游静叶栅的进口气动参数沿周向出现不均匀分布,透平级的气动性能随着补汽量的增加而下降;补汽射流改变了的下游静叶汽封的气动参数,使得预旋比由0.02逐渐增大为0.06、0.16,进而导致汽封的转子动力特性发生改变。该结果可为补汽对机组气动性能和转子动力特性影响的研究提供参考。 展开更多
关键词 透平级 静叶汽封 气动性能 转子动力特性 数值模拟
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袋型阻尼密封泄漏流动和转子动力特性的研究进展 被引量：23
4
作者 李军 李志刚 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 2011年第5期519-536,共18页
袋型阻尼密封可以有效地减弱密封间隙内泄漏流体的周向流动,从而使转子具有优良的动力特性.本文简介了袋型阻尼密封的发展历程,详细综述了袋型阻尼密封的泄漏和转子动力特性的理论分析、实验测量和数值预测的研究进展.介绍了袋型阻尼密... 袋型阻尼密封可以有效地减弱密封间隙内泄漏流体的周向流动,从而使转子具有优良的动力特性.本文简介了袋型阻尼密封的发展历程,详细综述了袋型阻尼密封的泄漏和转子动力特性的理论分析、实验测量和数值预测的研究进展.介绍了袋型阻尼密封转子动力特性的系统阻抗法和腔室动态压力响应法两种实验测试技术及其应用.最后在袋型阻尼密封研究综述的基础上,展望了袋型阻尼密封的研究重点和发展方向. 展开更多
关键词 袋型阻尼密封 泄漏特性 转子动力特性 实验测量 数值预测
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袋型阻尼密封转子动力特性的多频单向涡动预测模型 被引量：11
5
作者 李志刚 李军 丰镇平 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第5期13-18,119,共7页
为了满足宽频域下阻尼密封转子动力特性的计算要求,针对单频涡动模型计算量大的问题,提出了采用动网格技术和非定常数值方法来预测袋型阻尼密封转子动力特性的多频单向涡动模型.以转子多频单向涡动位移作为激励信号,采用非定常方法和动... 为了满足宽频域下阻尼密封转子动力特性的计算要求,针对单频涡动模型计算量大的问题,提出了采用动网格技术和非定常数值方法来预测袋型阻尼密封转子动力特性的多频单向涡动模型.以转子多频单向涡动位移作为激励信号,采用非定常方法和动网格技术进行了三维Reynolds-Averaged Navier-Stokes(RANS)方程的数值求解,从而获得了袋型阻尼密封的瞬时流体激振力.通过快速傅里叶变换,在频域内计算了10个频率的8个转子动力特性系数,并与实验值进行了比较.结果表明:数值计算得到的袋型阻尼密封转子动力特性系数与实验值吻合良好,从而验证了基于多频单向涡动模型的数值方法能够可靠预测袋型阻尼密封转子动力特性. 展开更多
关键词 袋型阻尼密封 转子动力特性 多频单向涡动模型
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液相和多相环境下环形动密封泄漏流动和转子动力特性的研究进展 被引量：10
6
作者 李志刚 方志 李军 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第9期1-22,共22页
为保证泵和压气机的全负荷、高效和稳定运行,针对运行在液相和多相环境下的环形动密封特殊的泄漏流动和流体激振转子动力特性,研究人员开展了大量的理论和实验研究。首先,对液相和多相环形动密封的应用背景、密封流体激振力产生机理和... 为保证泵和压气机的全负荷、高效和稳定运行,针对运行在液相和多相环境下的环形动密封特殊的泄漏流动和流体激振转子动力特性,研究人员开展了大量的理论和实验研究。首先,对液相和多相环形动密封的应用背景、密封流体激振力产生机理和转子动力特性系数数学模型进行了分析;然后,分别对纯液相环境下的环形动密封技术性能分析方法和结构设计研究进展,气液两相环境下环形动密封的泄漏流动、转子耗功和动力特性的研究现状,以及湿气环境下环形动密封技术的泄漏流动和转子动力特性的实验测量和数值模拟方面的研究结论进行了综述;最后,基于目前液相和多相环境下环形动密封性能在实验测量、数值模拟和理论分析方面的研究结论,展望了环形动密封技术在多相环境下的泄漏流动和流体激振转子动力特性方面需要深入开展的研究课题。针对纯液相环形动密封,研究人员已开发了相应的实验测试方法和基于BULK FLOW模型和CFD(computational fluid dynamics)的数值预测方法,还需进一步开展高效抑振方法和高阻尼液相动密封技术研究;针对气液两相环形动密封,研究人员主要通过实验测量方法获得气相组分和液相组分对密封泄漏和转子动力特性的影响规律,还需进一步开展气液两相密封高精度数值预测方法和密封微小间隙内两相流动机理研究。 展开更多
关键词 环形动密封 液相和多相环境 泄漏流动 转子动力特性 实验测量 数值模拟
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柔性转子动力特性研究 被引量：9
7
作者 史亚杰 王孝利 +1 位作者 洪杰 朱梓根 《航空发动机》 2005年第1期14-17,共4页
以某涡扇发动机低压转子为对象,采用有限元方法分析了支承刚度、支承轴向位置、陀螺力矩对柔性转子动力特性的影响,得出了有意义的结论。
关键词 柔性转子 动力特性 支承系统 有限元 特性研究 转子动力特性 结构动力特性 支承刚度 涡扇发动机 有限元方法
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装实心和空心传动轴的动力涡轮转子动力特性对比研究 被引量：4
8
作者 邓旺群 郭飞跃 高德平 《航空发动机》 2005年第1期6-9,27,共5页
分别建立了装实心和空心传动轴动力涡轮转子动力特性的有限元分析模型,对2种情况的转子动力特性从理论上进行了系统的计算分析,并在试验器上对动力涡轮转子的临界转速等进行了验证。
关键词 航空发动机 动力涡轮转子 实心传动轴 空心传动轴 动力特性 涡轴发动机 特性对比 转子动力特性 有限元分析模型 计算分析
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高温排风机转子结构优化设计与转子动力特性分析 被引量：1
9
作者 于跃平 金挺 +1 位作者 吴国俊 蒋德伦 《流体机械》 CSCD 北大核心 2006年第8期23-25,29,共4页
针对某铜业公司高温排风机不能正常安全运行开展了系统研究与优化设计,从根本上改善了该高温风机转子平稳性;改造过程中还首次对高温风机转子动力特性进行分析。
关键词 高温排风机 转子动力特性 转子积(泥)液 临界转速 叶轮振动
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透平机械阻尼密封技术及其转子动力特性研究进展 被引量：23
10
作者 李军 晏鑫 +5 位作者 丰镇平 江生科 孔祥林 孙奇 王建录 王为民 《热力透平》 2009年第1期5-9,14,共6页
针对透平机械的气流激振问题所发展的阻尼密封技术的研究现状进行了综述。详细介绍了三种典型阻尼密封技术袋型阻尼密封、蜂窝阻尼密封和孔型阻尼密封的结构特点、动力学特性和阻尼机理及研究和应用现状。介绍了所开发的用于预测孔型阻... 针对透平机械的气流激振问题所发展的阻尼密封技术的研究现状进行了综述。详细介绍了三种典型阻尼密封技术袋型阻尼密封、蜂窝阻尼密封和孔型阻尼密封的结构特点、动力学特性和阻尼机理及研究和应用现状。介绍了所开发的用于预测孔型阻尼密封转子动力特性的基于两控制容积Bulk Flow理论的模型和算法,并采用具有试验数据的孔型阻尼密封进行验证。最后对阻尼密封技术的设计、研发及在透平机械行业的应用前景进行了展望,以期对我国透平机械的密封系统的研发提供理论基础和技术参考。 展开更多
关键词 透平机械 袋型阻尼密封 蜂窝阻尼密封 孔型阻尼密封 转子动力特性
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水轮机止漏环转子动力特性系数的计算 被引量：2
11
作者 姜培林 虞烈 《大电机技术》 EI 北大核心 1998年第2期49-53,64,共6页
本文研究了水轮机止漏环的转子动力特性系数的计算方法，采用整体流动理论及Ｍｏｏｄｙ摩擦方程简化流体运动方程，提出四阶Ｒｕｎｇｅ－Ｋｕｔｔａ积分法及迭代过程相结合的方法求解摄动方程。进一步研究了各种因素对止漏环动力特性的... 本文研究了水轮机止漏环的转子动力特性系数的计算方法，采用整体流动理论及Ｍｏｏｄｙ摩擦方程简化流体运动方程，提出四阶Ｒｕｎｇｅ－Ｋｕｔｔａ积分法及迭代过程相结合的方法求解摄动方程。进一步研究了各种因素对止漏环动力特性的影响规律，本文的工作可以作为水轮机组动力分析的基础。 展开更多
关键词 止漏环 转子动力特性 系数 计算 水轮机
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高预旋下刷式密封泄漏和转子动力特性 被引量：3
12
作者 刘美红 许嘉辉 +1 位作者 康宇驰 肖富仁 《排灌机械工程学报》 CSCD 北大核心 2023年第10期1030-1036,1050,共8页
为了揭示高进口预旋下刷式密封的封严性能和转子稳定性,基于涡动转子法和非线性Darcian多孔介质模型,建立刷式密封数值分析模型,研究高进口预旋下(预旋比λ>0.8)压比以及转子自旋速度对刷式密封泄漏特性和转子动力特性的影响规律,同... 为了揭示高进口预旋下刷式密封的封严性能和转子稳定性,基于涡动转子法和非线性Darcian多孔介质模型,建立刷式密封数值分析模型,研究高进口预旋下(预旋比λ>0.8)压比以及转子自旋速度对刷式密封泄漏特性和转子动力特性的影响规律,同时对比分析低进口预旋条件下的计算结果.数值计算5种压比(2.0,3.0,3.5,4.5,5.5)和5种转子自旋速度(3000,6000,7500,9000,12000 r/min)下刷式密封的泄漏特性和转子动力学特性.研究发现:高预旋条件下刷式密封泄漏量小于低预旋条件下;高预旋条件下刷式密封直接刚度和交叉刚度均大于低预旋条件下,且随压比增大而增大;高预旋条件下的交叉刚度始终为较大的正值;转子自旋速度对低预旋条件下刷式密封直接刚度的影响较小,而高预旋条件下的直接刚度随转子自旋速度增加以较缓慢的趋势下降;转子自旋速度增加,高预旋条件下的交叉刚度增加幅度大于低预旋条件下,进而导致有效阻尼下降. 展开更多
关键词 刷式密封 转子动力特性 泄漏流动 高进口预旋
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双排圆弧端齿连接结构对转子动力特性的影响 被引量：1
13
作者 裘子剑 刘继兴 《制造技术与机床》 北大核心 2021年第12期96-101,共6页
为了准确研究航空发动机双排圆弧端齿连接结构的局部刚度非线性特征对转子动力特性的影响,建立了考虑端齿齿面接触状态的双排圆弧端齿扇区模型,首次得到了双排圆弧端齿的弯曲刚度分布特性;并将双排圆弧端齿连接结构的局部刚度非线性特... 为了准确研究航空发动机双排圆弧端齿连接结构的局部刚度非线性特征对转子动力特性的影响,建立了考虑端齿齿面接触状态的双排圆弧端齿扇区模型,首次得到了双排圆弧端齿的弯曲刚度分布特性;并将双排圆弧端齿连接结构的局部刚度非线性特征引入转子系统动力学方程中,得到了双排圆弧端齿连接结构对典型航空发动机高压转子系统动力特性的影响。研究结果表明:双排圆弧端齿连接结构弯曲刚度随弯矩的增大而减小,呈现明显的软特性;端齿的局部刚度非线性使转子系统的弯曲临界转速降低约1%,对刚体振型的影响小于0.1%。因此在工程实践中,对于工作转速高于弯曲临界转速的转子系统,应当考虑双排圆弧端齿连接结构的影响。 展开更多
关键词 航空发动机 双排圆弧端齿连接结构 弯曲刚度 转子动力特性
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迷宫齿弯曲磨损时密封泄漏特性和转子动力特性系数研究 被引量：12
14
作者 陈尧兴 李志刚 +1 位作者 晏鑫 李军 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第6期157-164,共8页
针对迷宫密封在运行过程中因碰磨因素等导致迷宫齿弯曲磨损,进而影响其泄漏和转子动力特性的问题,开展了迷宫齿弯曲磨损时密封泄漏和转子动力特性变化的数值研究。采用基于转子多频椭圆涡动模型和动网格技术的unsteady Reynolds-average... 针对迷宫密封在运行过程中因碰磨因素等导致迷宫齿弯曲磨损,进而影响其泄漏和转子动力特性的问题,开展了迷宫齿弯曲磨损时密封泄漏和转子动力特性变化的数值研究。采用基于转子多频椭圆涡动模型和动网格技术的unsteady Reynolds-averaged Navier-Stokes(URANS)方程求解方法,计算分析了迷宫齿未弯曲磨损时间隙为0.3mm以及3种不同弯曲程度下间隙为0.4、0.5、0.6mm时的密封泄漏量和转子动力特性系数,并计算了未弯曲磨损条件下间隙为0.4、0.5、0.6mm时密封泄漏量以进行对比。研究结果表明:迷宫齿弯曲磨损时密封泄漏量是由径向间隙与弯曲曲率共同决定的。当迷宫齿未弯曲时,密封泄漏量随径向间隙增加而线性增加;迷宫齿弯曲曲率增加会削弱密封入口的压缩效应,增加密封归一化缩流面积;当径向间隙为0.6mm时,迷宫齿弯曲使得密封泄漏量增加6.1%。随着迷宫齿弯曲磨损后径向间隙增加,密封直接刚度逐渐增加,导致转子系统的临界转速提高,对于运行转速小于临界转速的转子系统,有利于避免与转子系统发生共振。交叉刚度大小和直接阻尼随迷宫齿弯曲磨损后径向间隙增加而逐渐降低,引起密封有效阻尼逐渐降低,不利于转子系统的稳定性。 展开更多
关键词 迷宫密封 迷宫齿弯曲磨损 泄漏特性 缩流面积 转子动力特性
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迷宫齿蘑菇形磨损时密封泄漏特性和转子动力特性系数研究 被引量：15
15
作者 陈尧兴 李志刚 +1 位作者 晏鑫 李军 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第1期40-46,共7页
采用基于转子多频椭圆涡动模型和动网格技术的Unsteady Reynolds-Averaged NavierStokes(URANS)方程求解方法,研究了迷宫齿蘑菇形磨损对密封泄漏特性和气流激振转子动力特性的影响,计算分析了未磨损以及磨损间隙分别为0.4、0.5、0.6mm... 采用基于转子多频椭圆涡动模型和动网格技术的Unsteady Reynolds-Averaged NavierStokes(URANS)方程求解方法,研究了迷宫齿蘑菇形磨损对密封泄漏特性和气流激振转子动力特性的影响,计算分析了未磨损以及磨损间隙分别为0.4、0.5、0.6mm时的密封泄漏量,流场以及转子动力特性系数。结果表明:迷宫齿蘑菇形磨损使得密封间隙内缩流面积增加,导致迷宫密封泄漏量随磨损间隙增加而增加,且当磨损间隙大于0.4mm时,泄漏量随磨损间隙增加而线性增加;迷宫齿蘑菇形磨损增加了密封的直接刚度,降低了密封交叉刚度的大小以及直接阻尼,但当磨损间隙超过0.5mm时,直接阻尼不再发生改变;随着迷宫齿蘑菇形磨损间隙增加,迷宫密封有效阻尼降低,从而使得转子稳定性降低,但仍然处于稳定范围内。 展开更多
关键词 迷宫密封 迷宫齿蘑菇形磨损 泄漏特性 转子动力特性 数值模拟
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进口预旋对高压迷宫密封流体激振转子动力特性的影响 被引量：9
16
作者 陈尧兴 李志刚 李军 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2017年第11期1-6,12,共7页
采用基于转子多频椭圆涡动模型和动网格技术求解非定常Reynolds-Averaged Navier-Stokes(RANS)方程,研究进口预旋对高压环境下迷宫密封非定常流场和流体激振转子动力特性的影响。分析对比进口预旋比为0.2、0.5和0.7时迷宫密封腔室的旋... 采用基于转子多频椭圆涡动模型和动网格技术求解非定常Reynolds-Averaged Navier-Stokes(RANS)方程,研究进口预旋对高压环境下迷宫密封非定常流场和流体激振转子动力特性的影响。分析对比进口预旋比为0.2、0.5和0.7时迷宫密封腔室的旋流强度、周向压力和转子动力特性系数。研究结果表明:高压环境下迷宫密封在低预旋比0.2时具有正的、与频率无关的直接刚度系数;随进口预旋比增大,迷宫密封有效阻尼显著减小,穿越频率明显增大;当预旋比从0.5增加至0.7时,有效阻尼的穿越频率从39.1 Hz升高至55.4 Hz;进口预旋增加会使得密封腔室周向旋流强度增加和周向压力分布不均匀性显著增强,进而导致迷宫密封的直接刚度和交叉刚度Kxy增加,高频区(f>30 Hz)下直接阻尼降低和有效阻尼明显降低。 展开更多
关键词 迷宫密封 进口预旋 气流激振 转子动力特性 数值模拟
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防旋板结构的迷宫密封转子动力特性研究 被引量：8
17
作者 薛文松 方志 +2 位作者 王天昊 李志刚 李军 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第3期105-116,共12页
采用基于转子多频椭圆涡动模型和动网格技术求解非定常RANS方程,研究了高低两种预旋比下具有防旋板结构的迷宫密封气流激振转子动力特性。分析对比了在预旋比分别为0.13和1.32时无防旋板结构迷宫密封(Design 1)、带进口防旋板结构迷宫密... 采用基于转子多频椭圆涡动模型和动网格技术求解非定常RANS方程,研究了高低两种预旋比下具有防旋板结构的迷宫密封气流激振转子动力特性。分析对比了在预旋比分别为0.13和1.32时无防旋板结构迷宫密封(Design 1)、带进口防旋板结构迷宫密封(Design 2)、在Design 2的基础上增加二级防旋板迷宫密封(Design 3)的平均周向速度、泄漏量、转子动力特性系数。数值模拟得到的Design 1的泄漏量和转子动力特性系数与实验数据吻合良好,验证了数值方法的准确性。研究表明:高预旋比会导致Design 1的直接刚度和有效阻尼降低,并使直接阻尼与交叉刚度增加;预旋比为1.32时Design 2相对于Design 1能明显降低交叉刚度,且降幅达到63.3%~86.3%,Design 3相对于Design 2的交叉刚度降低了12.9%~39.4%;预旋比0.13时Design 2的交叉刚度小于0,Design 3的交叉刚度绝对值相对于Design 2增加了24.4%~153.0%;Design 2相对于Design 1在预旋比为1.32时有效阻尼项穿越频率从175.1 Hz降低到28.3 Hz,预旋比为0.13时在20 Hz之后的有效阻尼增加31.6%~60.0%;Design 3相对于Design 2在预旋比为1.32时消除了有效阻尼的穿越频率,在预旋比为0.13时有效阻尼增加26.9%~38.0%。在两种预旋比下设计二级防旋板会略微降低直接刚度,减小交叉刚度,增加直接阻尼。本文工作可为增加迷宫密封转子动力特性的防旋板设计提供参考。 展开更多
关键词 迷宫密封 防旋板 进口预旋 转子动力特性
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采用Bulk-Flow模型的直通式迷宫密封转子动力特性研究 被引量：5
18
作者 王天昊 李志刚 李军 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第5期25-33,共9页
为了选择最佳泄漏模型并探究运行工况参数对直通式迷宫密封转子动力特性的影响规律,基于单控制体等熵过程Bulk-Flow模型发展了迷宫密封转子动力特性预测方法并开发了计算程序。通过对72种泄漏模型进行适用性分析,获得的最佳泄漏模型是采... 为了选择最佳泄漏模型并探究运行工况参数对直通式迷宫密封转子动力特性的影响规律,基于单控制体等熵过程Bulk-Flow模型发展了迷宫密封转子动力特性预测方法并开发了计算程序。通过对72种泄漏模型进行适用性分析,获得的最佳泄漏模型是采用Neumann泄漏方程、Chaplygin流量系数、Swamee&Jain切应力系数以及Kurohashi动能输运系数(正预旋工况)或Neumann动能输运系数(负预旋工况)的模型。所发展的方法结合这一模型对迷宫密封交叉刚度和直接阻尼的平均预测误差约为10%。研究了压比(0.3,0.5,0.7)和预旋比(-0.8,-0.4,0,0.4,0.8)对迷宫密封转子动力特性的影响,结果表明:迷宫密封交叉刚度和直接阻尼对密封进口压力敏感,而受出口压力的影响有限,穿越频率几乎不受进出口压力的影响;迷宫密封有效阻尼随预旋比增大而减小,在正预旋时出现负值,且其穿越频率随预旋比增大而显著增大,不利于转子系统的稳定运行;进口预旋速度的影响在密封上游腔室更为显著,应在迷宫密封进口采用防旋流装置来抑制泄漏流的周向流动。所发展的预测方法和计算程序可为迷宫密封转子动力特性系数的快速评估提供技术手段。 展开更多
关键词 迷宫密封 Bulk-Flow模型 泄漏模型 转子动力特性
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高进口预旋条件下迷宫密封转子动力特性实验研究 被引量：3
19
作者 方志 李志刚 +2 位作者 王天昊 薛文松 李军 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第7期86-95,共10页
为获得高进口预旋条件下迷宫密封转子动力特性,阐明其气流激振失稳机制,本文基于西安交通大学动密封转子动力特性实验台,实验研究了高进口预旋条件下(预旋比μ_(0)>0.8),压比以及转速对迷宫密封转子动力特性影响规律。实验测量了2种... 为获得高进口预旋条件下迷宫密封转子动力特性,阐明其气流激振失稳机制,本文基于西安交通大学动密封转子动力特性实验台,实验研究了高进口预旋条件下(预旋比μ_(0)>0.8),压比以及转速对迷宫密封转子动力特性影响规律。实验测量了2种压比(π=3.0,4.0)、3种转速(n=3000,6000,12000 r/min)下迷宫密封频率相关的转子动力特性系数。研究发现:高预旋条件下,迷宫密封交叉刚度始终为较大的正值,导致有效阻尼始终为负值,不利于转子系统稳定,容易诱发转子失稳;压比对迷宫密封转子动力特性影响显著,随压比增加,迷宫密封直接刚度幅值显著增大,交叉刚度始终为正值且幅值显著增大,有效阻尼明显降低;转速对迷宫密封转子动力特性影响较小,直接刚度、直接阻尼对转速变化不敏感,基本保持不变,交叉刚度随转速增加略微增加,进而导致有效阻尼略微减小。 展开更多
关键词 迷宫密封 转子动力特性 高进口预旋 压比 转速
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防旋板与转子面一体化设计的迷宫密封转子动力特性研究 被引量：2
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作者 薛文松 李志刚 李军 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第12期163-173,共11页
为提高迷宫密封转子动力特性,开展进口和腔室防旋板与转子面一体化设计的迷宫密封结构转子动力特性研究。基于进口防旋板结构的迷宫密封(结构1),设计了进口和腔室防旋板结构的迷宫密封(结构2),以及基于结构2的带有腔室防旋板与转子面凹... 为提高迷宫密封转子动力特性,开展进口和腔室防旋板与转子面一体化设计的迷宫密封结构转子动力特性研究。基于进口防旋板结构的迷宫密封(结构1),设计了进口和腔室防旋板结构的迷宫密封(结构2),以及基于结构2的带有腔室防旋板与转子面凹槽和凸台结构一体化设计的密封结构3和4。采用转子多频椭圆轨迹涡动模型和动网格技术的非定常Reynolds-averaged Navier-Stokes(RANS)数值求解方法,对比分析了变进口预旋条件下4种迷宫密封的泄漏特性和转子动力特性。研究表明:相比于进口防旋板密封,腔室防旋板和转子面一体化设计的凹槽和凸台转子面密封,特别是凸台转子面密封能明显降低迷宫密封的泄漏量和交叉刚度;进口预旋比为0.84时,相比于进口防旋板密封,凹槽转子面密封和凸台转子面密封的正有效阻尼分别提高了48.7%~144.1%和59.8%~254.0%;进口预旋比增加为1.32时,凹槽转子面密封和凸台转子面密封在整个频率范围内仍保持最大有效阻尼。腔室防旋板和转子面一体化设计的迷宫密封能显著提高转子稳定性,论文工作为进一步提高迷宫密封的转子动力特性提供了设计方案。 展开更多
关键词 迷宫密封 防旋板 转子面结构 泄漏量 转子动力特性
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