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液体火箭发动机涡轮泵浮动环密封泄漏特性修正方法
1
作者 王珏 窦唯 +2 位作者 姜绪强 金志磊 林奇燕 《宇航学报》 北大核心 2025年第4期722-730,共9页
为了更精确计算浮动环密封泄漏特性的变化规律,结合建立的浮动密封环间隙内流体瞬态流动模型和搭建大压差高速涡轮泵浮动环密封特性试验台,基于泄漏量均方根误差最小优化目标,采用梯度下降法寻找最优修正系数,构建一种涡轮泵浮动环泄漏... 为了更精确计算浮动环密封泄漏特性的变化规律,结合建立的浮动密封环间隙内流体瞬态流动模型和搭建大压差高速涡轮泵浮动环密封特性试验台,基于泄漏量均方根误差最小优化目标,采用梯度下降法寻找最优修正系数,构建一种涡轮泵浮动环泄漏量修正方法,并采用案例验证该方法的准确性。结果表明,提出的泄漏量修正方法具有高效与高精度的特点,以0.11 mm间隙浮动环为例,数值计算泄漏量与试验值最大误差由7.41%降低为1.42%,仅需几个浮动环泄漏量试验测试数据,即可获得较精确的全工况的泄漏量数据。该方法可以用于指导液体火箭发动机涡轮泵密封环设计,确保更精确计算发动机工作效率。 展开更多
关键词 液体火箭发动机涡轮泵 浮动环密封 泄漏特性 试验研究
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基于渗流-应力耦合的陶瓷纤维编织密封泄漏特性仿真研究
2
作者 王荣桥 乔格 +4 位作者 左平 毛建兴 陈高翔 张晓杰 胡殿印 《润滑与密封》 北大核心 2025年第8期11-17,共7页
针对陶瓷纤维编织密封泄漏性能研究多基于一维理论模型,无法描述密封件内部的气体渗流状态,难以支撑密封件的详细设计。开展新型陶瓷纤维编织密封的泄漏和变形行为数值仿真研究,通过建立陶瓷纤维编织密封的多孔介质渗流-应力耦合求解模... 针对陶瓷纤维编织密封泄漏性能研究多基于一维理论模型,无法描述密封件内部的气体渗流状态,难以支撑密封件的详细设计。开展新型陶瓷纤维编织密封的泄漏和变形行为数值仿真研究,通过建立陶瓷纤维编织密封的多孔介质渗流-应力耦合求解模型,在渗透压差的基础上,进一步量化了压缩量和填充密度等因素对泄漏量的影响规律,并对比不同截面形状的密封结构的密封性能。结果表明:泄漏量随填充密度和压缩量的增大呈线性减小,在10 kPa渗透压差下,填充密度从0.15 g/cm^(3)提高到0.20 g/cm^(3),泄漏量降低18.39%,压缩量从1 mm变为2 mm,泄漏量降低29%。接近方形截面的密封结构比圆形截面密封结构的密封性能更好,在0.25 MPa渗透压差下,R=1 mm的近似方形编织截面密封件的泄漏量比R=5 mm的圆形编织截面密封件的泄漏量低44%。研究结果可为陶瓷纤维编织密封在变几何涡轮上的应用提供理论及方法支撑。 展开更多
关键词 纤维编织密封 泄漏特性 渗流-应力耦合模型 密封性能 多孔介质
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摆线转子发动机径向密封片静态泄漏特性
3
作者 李凤舒 邓晰文 +3 位作者 刘瑞 万桂银 雷基林 贾德文 《内燃机工程》 北大核心 2025年第5期139-146,共8页
为解决摆线转子发动机径向密封泄漏问题,以摆线转子发动机为研究对象,采用计算流体力学的方法,研究相邻腔室压力差、温度差及等效泄漏面积对摆线转子发动机泄漏过程中压力、速度及质量流量的变化规律。研究结果表明,增大相邻腔室压力差... 为解决摆线转子发动机径向密封泄漏问题,以摆线转子发动机为研究对象,采用计算流体力学的方法,研究相邻腔室压力差、温度差及等效泄漏面积对摆线转子发动机泄漏过程中压力、速度及质量流量的变化规律。研究结果表明,增大相邻腔室压力差会使泄漏通道达到超临界状态,这种状态下质量流量随前腔室压力增大而增大,当燃烧室压力处于峰值时泄漏质量流量达到最大值。相邻腔室温度差增大会降低泄漏质量流量,泄漏过程在亚音速流动和超音速流动状态下,前腔室温度由400 K升温至1780 K,泄漏质量流量分别降低50.07%和46.64%。减小等效泄漏面积可有效改善泄漏,在气流为亚音速流动及临界状态下,当等效泄漏面积由2.0 mm^(2)减小为1.1 mm^(2),泄漏质量流量平均降低69.48%。 展开更多
关键词 转子发动机 径向密封片 密封性能 泄漏特性
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迟滞效应下指尖密封动态泄漏特性计算方法
4
作者 杜春华 吴坷 +3 位作者 张延超 宋丹龙 翟兆阳 吉洪湖 《推进技术》 北大核心 2025年第9期214-223,共10页
为了分析指尖密封迟滞对泄漏特性的影响,基于多孔介质模型建立了考虑迟滞效应的指尖密封泄漏特性的数值计算方法,给出了计算域、多孔介质模型中的孔隙率和比面的计算方法以及最小迟滞量计算的数学模型;并进行了试验验证,采用所建立的计... 为了分析指尖密封迟滞对泄漏特性的影响,基于多孔介质模型建立了考虑迟滞效应的指尖密封泄漏特性的数值计算方法,给出了计算域、多孔介质模型中的孔隙率和比面的计算方法以及最小迟滞量计算的数学模型;并进行了试验验证,采用所建立的计算方法研究了迟滞效应对指尖密封泄漏特性的影响。研究结果显示:数值计算结果能够很好地与试验吻合,其误差最大为7.83%。在转子转速升降循环过程中,指尖密封会出现迟滞现象;迟滞会大幅增加指尖密封的泄漏,压差越大迟滞对指尖密封的泄漏特性影响越大。 展开更多
关键词 指尖密封 迟滞特性 孔隙率 泄漏特性 多孔介质模型
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低滞后碳纤维刷式密封泄漏特性数值研究
5
作者 彭宁锦 万欣欣 +2 位作者 刘美红 葛景轩 张庭军 《润滑与密封》 北大核心 2025年第6期96-102,共7页
为研究低滞后碳纤维刷式密封泄漏特性,基于Darcian多孔介质模型,建立基本型、低滞后碳纤维刷式密封模型并进行数值模拟计算,分析2种模型刷式密封的压力分布,比较基本型、低滞后碳纤维刷式密封与传统金属丝刷式密封的泄漏量随压差的变化... 为研究低滞后碳纤维刷式密封泄漏特性,基于Darcian多孔介质模型,建立基本型、低滞后碳纤维刷式密封模型并进行数值模拟计算,分析2种模型刷式密封的压力分布,比较基本型、低滞后碳纤维刷式密封与传统金属丝刷式密封的泄漏量随压差的变化,并探究不同工况参数对低滞后碳纤维刷式密封泄漏量的影响。结果表明:低滞后碳纤维刷式密封的泄漏量是传统金属刷丝密封泄漏量的1/5~1/10;低滞后碳纤维刷式密封在遮流板和减压腔的作用下,其压力分布与基本型不同,靠近后挡板一侧的刷丝束区域基本不发生压力梯度变化;低滞后碳纤维刷式密封的泄漏量随压差的增大而增大,随温度的增大而减小,转速对其泄漏量的影响程度则较小,低压差、高温度、低转速可提高低滞后碳纤维刷式密封的密封性能。 展开更多
关键词 碳纤维刷式密封 低滞后 泄漏特性 多孔介质模型 压力分布
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大驱动压比下直通型封严篦齿非均匀泄漏特性数值模拟
6
作者 朱豫庆 夏晨 张德想 《航空发动机》 北大核心 2025年第5期105-110,共6页
为掌握封严篦齿在大驱动压比下因偏心、偏转造成的周向非均匀泄漏特性,针对典型直通型篦齿开展了数值模拟研究,总结了大驱动压比下间隙高度、偏心距、偏转角等因素的影响。结果表明:篦齿换算流量随驱动压比的增大先线性增大后增长变缓... 为掌握封严篦齿在大驱动压比下因偏心、偏转造成的周向非均匀泄漏特性,针对典型直通型篦齿开展了数值模拟研究,总结了大驱动压比下间隙高度、偏心距、偏转角等因素的影响。结果表明:篦齿换算流量随驱动压比的增大先线性增大后增长变缓直至达到临界,其临界状态由驱动压比和间隙高度共同决定,典型篦齿在π>4.5、c>0.7 mm时达到临界。偏心使得篦齿间隙周向分布不均,偏心程度较小时(ē<42.9%),小间隙侧的抑制作用更强,篦齿换算流量略微减小;随着偏心程度增大(ē>42.9%),大间隙侧对泄漏的影响更强,换算流量逐渐增大。偏转使篦齿间隙区沿流向分别呈收缩、扩张式流道,2种情况均能抑制篦齿的泄漏,扩张式间隙对泄漏的抑制更强,且偏转角β越大,其换算流量越小。 展开更多
关键词 直通型篦齿 泄漏特性 大驱动压比 偏心距 偏转角 航空发动机
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可调部件动密封结构泄漏特性研究
7
作者 刘建 杨卫华 +2 位作者 解文博 李承阳 李春光 《推进技术》 北大核心 2025年第3期242-251,共10页
为支撑未来宽域飞行器技术研究,针对几何可调进气道的往复式动密封结构,采用数值仿真与实验研究相结合的方法,研究了几何结构、粗糙度等参数对密封泄漏特性的影响规律。结果表明:(1)动密封结构泄漏通道分为主泄漏通道和次泄漏通道,密封... 为支撑未来宽域飞行器技术研究,针对几何可调进气道的往复式动密封结构,采用数值仿真与实验研究相结合的方法,研究了几何结构、粗糙度等参数对密封泄漏特性的影响规律。结果表明:(1)动密封结构泄漏通道分为主泄漏通道和次泄漏通道,密封结构的几何参数对泄漏率具有显著影响;(2)陶瓷栅片厚度、侧壁变形量是主通道泄漏率的主要影响因素,当陶瓷栅片长厚比由4.6增大到11.5时,主泄漏通道的泄漏率降幅可达89.8%,当侧壁相对变形量由0.006增大到0.01时,主泄漏通道泄漏率增大了259%;(3)陶瓷栅片与下隔板的间隙对次泄漏通道泄漏率有很大影响,当出口间隙由0.05 mm增大到0.2 mm时,泄漏率可增大10倍;(4)通道粗糙度对主泄漏通道泄漏率影响甚微,可忽略不计。 展开更多
关键词 宽域飞行器 几何可调进气道 动密封 泄漏特性 陶瓷栅片 泄漏通道
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深径比对孔型阻尼密封泄漏特性和流体激振动力学性能的影响研究
8
作者 宋会玲 魏阳国 +2 位作者 李永鹏 张子涵 李志刚 《西安交通大学学报》 北大核心 2025年第7期87-98,共12页
为揭示孔深对孔型阻尼密封封严性能和刚度阻尼动力学性能的影响规律,探究最佳孔深方案,采用非定常多频摄动数值方法,研究了不同孔深下孔型阻尼密封的泄漏特性和动力学特性。首先,通过3种孔深下孔型阻尼密封泄漏量和动力特性系数的数值... 为揭示孔深对孔型阻尼密封封严性能和刚度阻尼动力学性能的影响规律,探究最佳孔深方案,采用非定常多频摄动数值方法,研究了不同孔深下孔型阻尼密封的泄漏特性和动力学特性。首先,通过3种孔深下孔型阻尼密封泄漏量和动力特性系数的数值与试验数据对比,验证了数值方法的准确性;然后,计算分析了3种不同孔径(D为2.0、3.175、5.0 mm)下连续变化孔深(深径比A_(r)为0.1~1.25)的孔型阻尼密封的泄漏量;最后,评估了2种进口预旋(μ_(0)为0、0.5)、5种不同孔深(H为0.5、1.0、1.9、3.3、6.6 mm,D为3.175 mm)下孔型密封的动力特性系数、腔室动态压力及旋流速度发展。数值结果表明:深径比A_(r)是影响孔型密封泄漏特性的关键几何参数;从密封封严性能角度来看,A_(r)为0.4~0.5是最佳孔深方案,此时不同孔径的密封泄漏量均达到最小值;从密封动力学稳定性角度来看,较小孔深的孔型阻尼密封动力学稳定性更优,在确定最佳孔深时,需考虑污染物沉积、腐蚀磨损对孔深的影响,避免选择过小的孔深(H≥1.0 mm)。 展开更多
关键词 孔型阻尼密封 泄漏特性 动力学性能 深径比 多频摄动数值方法
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掺氢管道泄漏特性与应对策略研究进展
9
作者 范开峰 罗文雅 +2 位作者 孙雨欣 李思 苏怀 《现代化工》 北大核心 2025年第10期21-27,共7页
系统梳理了掺氢管道泄漏特性的最新研究,探讨了不同泄漏场景与环境因素对泄漏行为的影响,阐述了环境参数对泄漏规律的作用机制。同时,分析了掺氢管道泄漏后的燃烧、爆炸特性及其对管道材料的影响和潜在泄漏风险。针对现有问题,提出了掺... 系统梳理了掺氢管道泄漏特性的最新研究,探讨了不同泄漏场景与环境因素对泄漏行为的影响,阐述了环境参数对泄漏规律的作用机制。同时,分析了掺氢管道泄漏后的燃烧、爆炸特性及其对管道材料的影响和潜在泄漏风险。针对现有问题,提出了掺氢管道安全输送措施和泄漏后的应急处置流程,以降低事故危害。未来需结合大数据、数值模拟与智能技术,实现管道输送的实时监测与系统优化,提升风险防控与安全保障水平,确保掺氢天然气管道安全高效输送。 展开更多
关键词 掺氢管道 泄漏特性 应急措施 优化方案 安全输送
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液体自冲击密封泄漏特性、密封机理与优化设计
10
作者 王泽 胡琼 +3 位作者 陈雅静 王衍 耿佳旭 沈斐然 《化工学报》 北大核心 2025年第8期4194-4204,共11页
液体自冲击密封是一种新型非接触式密封技术,具有零磨损、低能耗、长寿命及高稳定性等优势,可满足高压、高速工况下的严苛密封需求。通过数值模拟与多工况分析,系统研究了翼形、矩形及键形悬柱结构的泄漏特性与封严机理,并提出了基于欧... 液体自冲击密封是一种新型非接触式密封技术,具有零磨损、低能耗、长寿命及高稳定性等优势,可满足高压、高速工况下的严苛密封需求。通过数值模拟与多工况分析,系统研究了翼形、矩形及键形悬柱结构的泄漏特性与封严机理,并提出了基于欧姆定律类比的并联流道优化设计方法。研究发现,翼形悬柱结构在低黏液体(如超临界CO_(2))、高压(≥4 MPa)、高速(≥11000 r/min)及大间隙(≥0.18 mm)工况下抑漏能力最优,其性能源于支流道回流与多涡旋协同的“冲击阻塞”效应;键形与矩形结构在高黏液体、低压(≤4 MPa)及小间隙(≤0.18 mm)场景中表现相近,而键形封严效果更好;密封级数超过20级后抑漏增益显著减弱,且间隙缩小需权衡加工成本与可靠性;通过类比电路并联原理,提出支流道宽度为主流道0.5倍的优化方案,验证了该方法对高黏层流介质的适用性(误差<5%)。本研究揭示了液体自冲击密封的流动机理,为高压装备的低泄漏、高稳定性密封设计提供了理论依据,同时拓展了“冲击阻塞”理念的工程应用场景。 展开更多
关键词 密封 泄漏特性 计算流体力学 湍流 微尺度
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某型燃气轮机篦齿封严泄漏特性分析与结构优化研究
11
作者 卢德正 任国哲 +3 位作者 刘润泽 孙丹 王泽铭 唐洪媛 《润滑与密封》 北大核心 2025年第9期125-134,共10页
针对某型燃气轮机2种典型篦齿封严结构,建立篦齿封严泄漏流动特性数值求解模型,在保证原有篦齿结构总封严长度与封严间隙情况下,以泄漏量为优化目标,采用数值仿真方法对典型篦齿-蜂窝结构与篦齿-交错齿结构进行特性分析及结构优化。对... 针对某型燃气轮机2种典型篦齿封严结构,建立篦齿封严泄漏流动特性数值求解模型,在保证原有篦齿结构总封严长度与封严间隙情况下,以泄漏量为优化目标,采用数值仿真方法对典型篦齿-蜂窝结构与篦齿-交错齿结构进行特性分析及结构优化。对于篦齿-蜂窝结构,通过调整篦齿结构形式、齿尖距与齿倾角等结构参数共提出5种优化结构,分别为直通直齿、直通斜齿、上台阶直齿、下台阶直齿等。研究发现,下台阶直齿封严性能最优,上台阶齿封严性能次之,直通齿封严性能相对最差;最优结构相较原始结构泄漏量降低31.53%。对于篦齿-交错齿结构,通过调整齿倾角与齿尖距等结构参数共提出5种优化结构,分别为斜交错篦齿、交错直篦齿以及齿距分别增大2倍、3倍、4倍与5倍的交错直篦齿。研究发现,在保证封严长度不变的前提下,随着齿间距增大泄漏量呈现先减小后增大的趋势;最优结构相较原始结构泄漏量降低68.20%。 展开更多
关键词 篦齿封严 泄漏特性 蜂窝结构 交错齿结构 结构优化
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水平管气液两相流微孔泄漏特性 被引量：1
12
作者 梁法春 孟佳 +1 位作者 赵靖文 何振楠 《高校化学工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期714-723,共10页
为了揭示气液两相流微孔泄漏过程中的复杂泄漏特性,以空气-水为介质开展泄漏实验。实验管道内径为32 mm,破口直径为3mm,破口方位为0°、45°、90°、135°及180°。实验气液相折算速度范围分别为3.5~25.0m·s^(... 为了揭示气液两相流微孔泄漏过程中的复杂泄漏特性,以空气-水为介质开展泄漏实验。实验管道内径为32 mm,破口直径为3mm,破口方位为0°、45°、90°、135°及180°。实验气液相折算速度范围分别为3.5~25.0m·s^(-1)和0.052~0.397 m·s^(-1),涵盖波浪流、段塞流及环状流3种流型。结果表明泄漏气液量取决于泄漏影响区面积大小,主要受破口方位、流型及气液折算速度影响。对于90°、135°和180°破口,泄漏特性大致相同。环状流下泄漏气量最大,泄漏液量分布范围最广,段塞流泄漏气量居中。推导建立了气液泄漏流量、差压、干度耦合关系式,该关系式不受流型、破口方位等因素影响,可用于气液两相流微孔泄漏量预测。 展开更多
关键词 气液两相流 流型 微孔 泄漏特性 实验研究
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轴向叠层回流泵送槽干气密封泄漏特性及其参数影响研究 被引量：2
13
作者 潘振威 江锦波 +3 位作者 彭旭东 孟祥铠 马艺 赵文静 《摩擦学学报（中英文）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期1230-1245,共16页
为改善干气密封低速动压弱不易成膜以及高速膜厚大易泄漏的问题,在动环内部设置泵出槽并通过导流孔与端面泵入槽相连通,提出了1种轴向叠层回流泵送槽(简称:叠层泵出槽)干气密封新结构.基于ANSYS Fluent商用软件模拟获得了干气密封的流... 为改善干气密封低速动压弱不易成膜以及高速膜厚大易泄漏的问题,在动环内部设置泵出槽并通过导流孔与端面泵入槽相连通,提出了1种轴向叠层回流泵送槽(简称:叠层泵出槽)干气密封新结构.基于ANSYS Fluent商用软件模拟获得了干气密封的流场和稳态性能,对比研究了叠层泵出槽、经典螺旋槽和人字槽干气密封的稳态性能,研究了叠层泵出槽干气密封泄漏率和回流量与转速、外腔压力以及气膜厚度之间的定性影响规律和定量关联模型,探讨了叠层泵出槽结构中的关键结构参数及其优选值.结果表明:相较于经典螺旋槽干气密封,叠层泵出槽干气密封零速时开启力提高5%,高速时泄漏率降低35%,其开启力对转速变化不敏感,泄漏率随转速增大而略有下降,是1种具有低速高承载及高速低泄漏优异特性和适用于高转速且小膜厚条件下的密封结构,叠层泵出槽的回流泵送能力受到转速、外腔压力和气膜厚度三者的综合影响,且主要受到泵出槽深度、螺旋角和导流孔径向位置的影响,当槽深0.1 mm<h_(r)<0.4 mm、螺旋角10°<α<20°和导流孔径向位置0.11<R<0.23时,该型式密封具有良好的回流泵送能力和较低的泄漏率. 展开更多
关键词 干气密封 叠层泵出槽 回流泵送 泄漏特性 密封性能
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新型柔性自适应迷宫密封泄漏特性研究 被引量：2
14
作者 张宇聪 张万福 +3 位作者 顾乾磊 周庆辉 茹梦崖 李春 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第23期9323-9330,I0018,共9页
迷宫密封是涡轮机械最常见的密封型式之一,对迷宫密封进行结构优化可降低机组工质泄漏率,提高运行效率。该文提出一种新型柔性自适应迷宫密封,通过在末级密封齿布置柔性齿结构,利用流场内形成的自然压差可自适应调整柔性齿形变程度,调... 迷宫密封是涡轮机械最常见的密封型式之一,对迷宫密封进行结构优化可降低机组工质泄漏率,提高运行效率。该文提出一种新型柔性自适应迷宫密封,通过在末级密封齿布置柔性齿结构,利用流场内形成的自然压差可自适应调整柔性齿形变程度,调整密封间隙。基于计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)方法与有限元法(finite element method,FEM)对柔性自适应迷宫密封进行流固耦合(fluid-structure interaction,FSI)分析,计算不同运行工况及柔性齿几何形状下柔性自适应迷宫密封形变及流场特性,得出泄漏特性变化规律,并与传统迷宫密封进行对比。结果表明:柔性自适应迷宫密封在工况变化时能维持低泄漏水平,在高压比下泄漏减少约26%,具有更好的封严性能,尤其可通过增大柔性齿长度、减小厚度,以增强流束收缩效应,提高新型密封泄漏控制效果。 展开更多
关键词 迷宫密封 泄漏特性 流束收缩效应 计算流体力学 流固耦合
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孔的排布方式对孔型阻尼密封泄漏特性和动力学性能影响研究 被引量：1
15
作者 张子涵 陈涛文 +1 位作者 李志刚 李军 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期75-84,共10页
为揭示孔的排布方式对孔型阻尼密封性能的影响规律以及探究最佳排布方式,基于多频椭圆轨迹涡动模型非定常计算流体力学摄动数值方法,研究了不同孔径、孔排布方式下孔型阻尼密封的泄漏特性和动力学性能。采用孔型阻尼密封试件试验数据,... 为揭示孔的排布方式对孔型阻尼密封性能的影响规律以及探究最佳排布方式,基于多频椭圆轨迹涡动模型非定常计算流体力学摄动数值方法,研究了不同孔径、孔排布方式下孔型阻尼密封的泄漏特性和动力学性能。采用孔型阻尼密封试件试验数据,验证了数值方法的可靠性和准确性,通过计算分析了不同孔径(3.175、12.268 mm)、孔排布方式(轴向顺排、周向顺排)、进口预旋(0、0.5)对孔型阻尼密封的泄漏量、动力特性系数和腔室动态压力的影响规律。数值结果表明:大孔径孔型阻尼密封动力学性能较优,具有较高的有效阻尼和较低的穿越频率,但封严性能较差,对应的泄漏量增加了6%~10%;小孔径孔型阻尼密封的泄漏特性和动力学性能对孔的排布方式不敏感,泄漏量偏差小于0.5%,动力特性系数偏差小于7%;对于大孔径孔型阻尼密封,采用周向顺排的方式可获得更好的封严性能以及更优的动力学性能,泄漏量可降低4%,有效阻尼的穿越频率也得到显著减小。该研究可为孔型阻尼密封的设计提供参考。 展开更多
关键词 孔型阻尼密封 泄漏特性 动力学性能 计算流体力学 孔排布方式
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进口防旋板对汽轮机交错齿迷宫密封泄漏特性和动力学特性影响研究 被引量：1
16
作者 黄新长 赵卫军 +3 位作者 殷戈 谭锐 张子涵 李志刚 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期117-126,共10页
为提高汽轮机高压缸和中压缸之间过桥汽封的气流激振动力学性能、抑制汽轮机轴系振动失稳,针对交错齿迷宫密封,开展了进口防旋板结构方案设计和动力学性能评估研究。首先,建立了具有“虚拟旁路边界”的交错齿迷宫密封动力学计算模型,实... 为提高汽轮机高压缸和中压缸之间过桥汽封的气流激振动力学性能、抑制汽轮机轴系振动失稳,针对交错齿迷宫密封,开展了进口防旋板结构方案设计和动力学性能评估研究。首先,建立了具有“虚拟旁路边界”的交错齿迷宫密封动力学计算模型,实现了对动密封进口压力场和高预旋速度场的精准模拟;然后,采用基于多频椭圆轨迹涡动模型的非定常计算流体动力学(CFD)摄动数值方法,对比分析了进口预旋(预旋比为0、0.3、0.5)对无防旋板结构的迷宫密封的动力特性系数的影响规律;最后,详细评估了不同进口防旋板结构方案的止旋抑振性能,比较分析了防旋板倾角和数量对迷宫密封的泄漏量、动力特性系数和周向旋流比分布的影响规律。研究结果表明:迷宫密封泄漏量对防旋板倾角和数量变化不敏感(泄漏量变化小于0.5%);进口预旋会导致迷宫密封交叉刚度和有效阻尼穿越频率增大、有效阻尼减小,易诱发轴系失稳;进口防旋板能够显著减小迷宫密封的交叉刚度(约为53%)和有效阻尼穿越频率(约为24 Hz)、增大有效阻尼,使密封泄漏量略有增加(约为4.5%);相较于直防旋板,45°倾角斜防旋板使密封交叉刚度进一步降低约14%,有效阻尼穿越频率变化较小;当防旋板数由36增加到72时,密封交叉刚度降低约24%,有效阻尼穿越频率减小约5 Hz;而当防旋板数由72增加到144时,密封的转子动力特性对防旋板数变化不敏感;综合考虑加工成本和止旋抑振性能,具有72个直防旋板的迷宫密封进口防旋板结构方案最优。研究结果可为交错齿迷宫密封防旋板设计提供参考。 展开更多
关键词 迷宫密封 泄漏特性 动力学特性 计算流体动力学 防旋板
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后挡板结构对指尖密封泄漏特性及温度分布的影响 被引量：1
17
作者 张庭军 王娟 刘美红 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2024年第12期136-143,共8页
为研究不同后挡板结构指尖密封的泄漏流动及温度分布,将指尖密封片区域处理为多孔介质模型,建立标准型、压力平衡型、通腔型以及翼型4种不同后挡板结构的指尖密封计算模型,利用计算流体力学方法进行求解,探究不同压差与转速下不同后挡... 为研究不同后挡板结构指尖密封的泄漏流动及温度分布,将指尖密封片区域处理为多孔介质模型,建立标准型、压力平衡型、通腔型以及翼型4种不同后挡板结构的指尖密封计算模型,利用计算流体力学方法进行求解,探究不同压差与转速下不同后挡板结构的指尖密封的滞后效应、泄漏特性以及温度分布。结果表明:标准型与压力平衡型指尖密封滞后效应相似,通腔型与翼型指尖密封滞后效应低于标准型与压力平衡型;压差对通腔型指尖密封的泄漏量影响最大,对标准型的泄漏量影响最小;转速对标准型指尖密封的影响最大,对翼型的影响最小;在同一压差与转速下,标准型指尖密封的最高温度最高,翼型指尖密封的最高温度最低,表明摩擦热对翼型指尖密封的影响最小。研究表明,翼型后挡板结构与通腔型降低滞后效应相似,但其泄漏量低于通腔型,且翼型后挡板结构在同一压差与转速下有更长的使用寿命。研究结果对指尖密封的优化设计具有一定指导意义。 展开更多
关键词 后挡板结构 多孔介质 滞后效应 泄漏特性 温度分布
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柱塞倾斜分布式球面配流重载柱塞泵泄漏特性
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作者 史俊强 张昊天 +3 位作者 魏坤池 李心远 张琦瑶 张晋 《液压与气动》 北大核心 2024年第7期143-151,共9页
倾斜柱塞结构和球面配流副因结构紧凑、抗倾覆力矩强等优点广泛应用于重载柱塞泵,随着工程技术的发展及高端制造业需求,柱塞泵的使用压力逐渐提高,油液泄漏加剧,设计间隙和容积效率成为评价柱塞泵性能好坏的重要指标。以倾斜柱塞和球面... 倾斜柱塞结构和球面配流副因结构紧凑、抗倾覆力矩强等优点广泛应用于重载柱塞泵,随着工程技术的发展及高端制造业需求,柱塞泵的使用压力逐渐提高,油液泄漏加剧,设计间隙和容积效率成为评价柱塞泵性能好坏的重要指标。以倾斜柱塞和球面配流结构的重载柱塞泵为研究对象,分析柱塞的运动学特性,研究倾斜柱塞副泄漏、球面配流副泄漏和滑靴副泄漏的理论方程。结果表明,倾斜柱塞副的泄漏随配合间隙及柱塞腔压差增大而增大,球面配流副泄漏间隙主要与动力黏度、泵工作压力及缸体角速度相关,滑靴副的泄漏主要和柱塞阻尼孔长度和阻尼孔直径相关。最终,通过泄漏试验验证了理论结果的准确性,理论值与实验值误差不超过8%,为重载柱塞泵的结构设计与性能优化提供理论基础。 展开更多
关键词 球面配流 倾斜柱塞 重载柱塞泵 泄漏特性
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两级刷式密封泄漏特性的实验与数值研究 被引量：32
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作者 邱波 李军 +2 位作者 冯增国 江生科 孔祥林 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第7期7-12,共6页
基于刷式密封的泄漏量实验测试平台和Non-Darcian多孔介质方法的泄漏流动数值模型,详细研究了密封间隙、压比和转速对两级刷式密封泄漏流动特性的影响规律,分析了两级刷式密封的泄漏流动形态以及刷丝束表面的压力分布规律。结果表明:在... 基于刷式密封的泄漏量实验测试平台和Non-Darcian多孔介质方法的泄漏流动数值模型,详细研究了密封间隙、压比和转速对两级刷式密封泄漏流动特性的影响规律,分析了两级刷式密封的泄漏流动形态以及刷丝束表面的压力分布规律。结果表明:在相同的间隙和转速下,两级刷式密封的泄漏量随着压比的增加而增大;在相同的转速和压比下,两级刷式密封的泄漏量随着间隙的增加而增大;在相同的压比和间隙下,两级刷式密封的泄漏量随着转速的增加而减小。转子高速旋转时产生的离心伸长效应使密封间隙减小,因此数值计算时考虑转子的离心伸长效应对密封间隙的影响可以更加准确地预测两级刷式密封的泄漏量。 展开更多
关键词 两级刷式密封 泄漏特性 实验测量 数值模拟
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迷宫密封泄漏特性的试验研究 被引量：33
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作者 李志刚 郎骥 +1 位作者 李军 丰镇平 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第3期48-52,64,共6页
为了研究迷宫密封泄漏特性,设计并搭建了旋转密封试验台,测量了典型迷宫密封在8种压比、5种转速、固定密封间隙下的泄漏量和密封腔室压力.通过数值模拟结果的对比分析,找出了压比、转速对迷宫密封泄漏特性和腔室压力的影响规律.研究结... 为了研究迷宫密封泄漏特性,设计并搭建了旋转密封试验台,测量了典型迷宫密封在8种压比、5种转速、固定密封间隙下的泄漏量和密封腔室压力.通过数值模拟结果的对比分析,找出了压比、转速对迷宫密封泄漏特性和腔室压力的影响规律.研究结果表明:搭建的旋转密封试验台在迷宫密封泄漏量和密封腔室压力的测量精度上是可靠的;相比于试验结果,数值计算获得的泄漏量和腔室压力的最大相对误差分别为3.25%、3.6%,表明试验与数值结果吻合良好,数值方法可以较准确地预测迷宫密封的泄漏量和腔室压力;相同转速下的流量系数随着压比的提高而增大,小压比下的流量系数增加迅速;相同压比下的转速对流量系数的影响很小,可以忽略;迷宫密封腔室压力系数沿流动方向逐渐减小,密封腔室结构对压力系数影响很大. 展开更多
关键词 迷宫密封 泄漏特性 试验测量 数值模拟
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