环状密封转子动力系数的数值计算

本文以Ｈｉｒｓ紊流润滑方程为基础，应用摄动分析法及数值计算获得了有限长环状密封的转子动力系数，模型中考虑了人口预旋的影响。通过与实验及用有限差分法获得的结果比较，证明本文提出的方法具有一定的实用性。     

Effect of Rainfall-Induced Soil Seals on the Soil Water Regime: Drying Interval and Subsequent Wetting

The effects of rainfall-induced soil seals on drying processes and on infiltration following drying intervals are simulated for two different soils, a loam and a sandy loam. The simulated drying processes include water content redistribution without evaporation and under a constant evaporation rate of 5 mm day^–1. During evaporation, the water content at the seal surface decreases rapidly. A high water content gradient develops within the seal, which increases along the drying interval. It indicates that, at least during the first hours of drying, the seal layer fulfilled all the evaporation demand and therefore dries faster that an unsealed soil where the evaporation is supplied by a much deeper zone of the soil profile. This phenomenon is more accentuated in the loam than in the sandy loam soil. Considering the subsequent infiltration curves during rainfall following different drying intervals, the ponding time and the post-ponding infiltration rates increase when the antecedent drying period is longer, but no significant effect on the final infiltration is found following drying intervals of few days. Also, the water content at the sealed soil surface before rainfall seems to play a major role on infiltration. Very close infiltration curves were obtained after different drying intervals that ended with similar surface water content.     

迷宫密封转子系统非线性动力稳定性的研究

研究迷宫密封对转子系统动力稳定性的影响，迷宫密封的气动力采用Muszynska非线性力模型，计算了单盘Jeffcott转子非线性动力学特性。对Jacobi矩阵的分析表明，在密封力的影响下，转子达到一定转速后开始失稳，发生Hopf分岔，进入周期涡动状态，涡动幅度随转速的提高而增大，提高到一定程度，密封和转子发生碰摩，采用Runge-Kutta法数值模拟了转子的轴心轨迹。最后分析了迷宫密封的物理和结构参数对系统运动特性的影响。     

磁流体密封水介质的自修复研究

通过磁流体密封水介质试验 ,观察分析了磁流体密封破裂后的修复过程 ,考察了导致磁流体密封破裂的因素对自修复程度的影响 .结果表明 :加压频次越多、密封破裂次数越少、磁场梯度越大、磁极靴的密封齿级数越小、磁极数越多、磁流体补给越充分及修复时间越长 ,则磁流体密封的自修复能力越强 .提高磁流体损耗后的补给程度可以大幅度提高自修复能力 .为了获得较好的自修复效果 ,宜采用多极 -多级密封结构 ,并保证足够的修复时间     

迷宫密封双控制体模型的改进及应用

由双控制体模型的三个控制方程入手,将其无量纲化,并分解为零阶和一阶无量纲方程.由零阶方程求得定常流场,继而求解一阶方程得到密封的动特性参数,其中一阶方程以简洁的矩阵形式表达,操作更为简便.本文双控制体模型是较为成熟且得到认可的分析方法,双控制体改进模型具有更为清晰的模型及更为简洁的算法.最后与传统模型计算结果比较,验证了本文算法的准确性.随后分析了几种密封参数对其动力特性的影响,揭示某些规律并给出一些建议.     

仿鸟翼微列螺旋槽干气密封性能分析与选型

为改善单向螺旋槽干气密封在高速条件下存在的泄漏率高、稳定性欠佳等问题,提出一种仿鸟翼微列螺旋槽端面干气密封结构.基于气体润滑理论,建立仿鸟翼微列螺旋槽的端面几何模型和数学模型,数值分析周向开槽宽度和径向开槽宽度对轴向气膜刚度和泄漏率等密封特性参数的影响规律,给出仿鸟翼微列螺旋槽主要结构参数的优选值范围.在不同压力、线速度和膜厚条件下对比分析仿鸟翼微列螺旋槽干气密封与普通螺旋槽干气密封的开启力、轴向气膜刚度、泄漏率和刚漏比等密封特性,给出不同工况条件下两种型槽干气密封的密封性能等值线图.结果表明:在高速低压条件下,相较于单向螺旋槽干气密封,仿鸟翼微列螺旋槽干气密封的密封性和稳定性都有显著提升,其轴向气膜刚度增幅达到30%,泄漏率降幅达到10%.仿鸟翼微列螺旋槽干气密封性能等值线图的提出可为其工程选型及优化设计提供指导和借鉴.     

仿生多叶翼型槽干式气体端面密封的性能研究

为有效解决干式气体端面密封(简称干气密封)在低速、低压等操作条件下端面开启困难、稳定性差以及在高速、高压等高操作参数工况下泄漏率较高的瓶颈问题,提高密封的可靠性及使用寿命,在现有干气密封型槽设计方法的基础上,根据鸟类仿生学原理,提出了仿生多叶翼型槽干气密封.基于气体润滑理论,建立了仿生多叶翼型槽干气密封及其几种衍生型式的端面几何结构模型和气膜压力控制非模型,采用有限差分法进行数值模拟,分析了仿生多叶翼型槽及其衍生型槽的特殊几何结构与几何参数对干气密封性能的影响规律.结果表明:相较于单向螺旋槽干气密封和普通单向仿生双叶翼型槽,仿生多叶翼型槽及其衍生型槽干气密封在端面开启能力及运行稳定性上都有明显提升,而且仿生多叶翼型槽的衍生型式干气密封其泄漏率保持不变甚至更低.文中提出了仿生多叶翼型槽干气密封的合适衍生型式,给出了相应型槽主要几何参数的优化取值范围.该研究进一步验证了干气密封仿生型槽的设计理念,为极端工况下于气密封的端面型槽设计提供了仿生学依据,拓宽了干气密封及其他润滑部件表面设计的研究思路.     

刮擦线速度对TC4叶片与Ni-G封严涂层磨损行为的影响

利用高速刮擦试验机模拟了压气机叶片与封严涂层的刮擦行为,研究了TC4（钛合金）叶片材料与Ni-G（镍-石墨）封严涂层体系在线速度30~150 m/s范围内的磨损行为.通过对叶片样品端面及涂层样品磨痕的SEM-EDS、XPS分析和涂层样品磨痕表面的显微硬度测试,探讨了对摩体系的磨损机制.结果表明：随着线速度的增大,叶片样品的磨损率呈现先升后降的趋势;在低线速度下涂层样品致密化使叶片样品磨损轻微,中等线速度下叶片样品与涂层样品磨痕中高硬度转移层的刮擦造成叶片样品磨损加剧,高线速度下叶片样品端面较厚氧化膜减轻叶片材料向涂层的转移导致叶片样品磨损下降.     

锯齿型径向迷宫密封的数值研究

数值研究了锯齿型径向迷宫密封的密封性能,对密封的内部流场进行了有限元模拟,展示了节流间隙中有效能流宽度及泄漏介质通流速度随齿插入长度变化的规律,得到了不同齿插入长度时的密封性能,发现密封性以并不是随着齿插八长度的增加而单调增加,而是存在一个最佳的齿插入长度。最佳齿插入长度时,尽管此时的节流间隙较宽,但由于间隙是流动的强烈偏转,使实际的有效通流面积减小,泄漏介质在节波间隙中因而可以获得较大的速度,所     

精细积分法在迷宫密封转子系统非线性动力学特性计算中的应用

基于Muszynska密封力模型,建立了迷宫密封转子系统的非线性动力学模型,将精细积分法推广应用于非线性情况,计算了迷宫密封不平衡转子系统的动力学特性,依据Floquet理论讨论其分岔特性。研究表明：在2^N类算法计算指数矩阵基础上提出的精细积分法和传统的数值计算方法相比,其精度高,在分析中通过取不同步长计算对比,表明该方法在某些情况下可以采取较大时间步长,有效提高了计算速度。