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新型柔性坝箔片端面气膜密封变形协调分析及性能智能优化
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作者 李雨诗 陈源 +3 位作者 李运堂 彭旭东 王冰清 李孝禄 《化工学报》 北大核心 2025年第1期324-334,共11页
提出了一种具有柔性密封坝的新型箔片端面气膜密封结构,基于气体润滑和弹性力学相关理论建立新型柔性坝箔片端面气膜密封气弹耦合润滑理论模型,分析密封端面气膜压力和变形分布规律,探究密封运行机理,研究工况参数、端面结构参数对密封... 提出了一种具有柔性密封坝的新型箔片端面气膜密封结构,基于气体润滑和弹性力学相关理论建立新型柔性坝箔片端面气膜密封气弹耦合润滑理论模型,分析密封端面气膜压力和变形分布规律,探究密封运行机理,研究工况参数、端面结构参数对密封性能的影响,采用拉丁超立方抽样法对关键影响因子随机取样,构建MLP神经网络-遗传算法优化模型,获得了满足目标函数的参数优化范围。结果表明:新型柔性坝箔片端面气膜密封可通过密封坝的变形协调作用进一步提高自适应运行能力;柔性密封坝各扇形平箔片之间间隙会使密封泄漏有一定增大,但因间隙形成的流体动压效应有利于密封端面开启;MLP神经网络-遗传算法优化模型可以准确预测密封性能并有效提高多参数多目标条件下的优化精度和效率。 展开更多
关键词 柔性密封 箔片端面气膜密封 变形协调 力学性能 优化设计 数值分析
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高速箔片端面气膜密封热质传递规律研究
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作者 邹银荣 陈源 +4 位作者 李运堂 李孝禄 王冰清 金杰 章聪 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期81-90,共10页
为探究高参数弹性箔片端面气膜密封热性能并开展结构优化设计,基于流体仿真分析软件,建立箔片端面气膜密封热性能分析模型,考虑空气介质实际气体效应影响,研究密封端面气体流动和传热特性,分析不同工况和结构参数对密封端面各流体、固... 为探究高参数弹性箔片端面气膜密封热性能并开展结构优化设计,基于流体仿真分析软件,建立箔片端面气膜密封热性能分析模型,考虑空气介质实际气体效应影响,研究密封端面气体流动和传热特性,分析不同工况和结构参数对密封端面各流体、固体域最高温度和平均温度的影响。结果表明:箔片端面气膜密封热量主要集中分布在平箔片和密封坝上;随着转速的上升或入口压力、最小气膜厚度的减小,密封环组件各流体和固体域平均和最高温度增大;各流体和固体域平均和最高温度随楔形高度和节距比的增大而减小。 展开更多
关键词 高速工况 箔片端面气膜密封 传热特性 结构优化
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端面气膜密封的泄漏流特性 被引量:4
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作者 刘雨川 王之烁 +1 位作者 陆震 沈心敏 《润滑与密封》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第5期21-22,29,共3页
对端面气膜密封的密封坝不带自由流槽的优越结构,其径向泄漏所流行应用的经典理论计算,结果偏高,误差较大。本文将采用修正准一维可压流分析方法,考察有关压差、坝宽、膜厚及旋转效应对径向泄漏流大小及其出现阻塞流的影响。
关键词 端面气膜密封 准一维可压流 泄漏流特性 密封
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三自由度微扰下箔片端面气膜密封动态特性分析 被引量:6
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作者 王庆港 陈源 +4 位作者 彭旭东 李运堂 李孝禄 王冰清 金杰 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第15期1828-1840,共13页
提出一种新型箔片端面气膜密封方式,基于气体润滑与弹性力学理论,应用小扰动法建立箔片端面气膜密封的微扰膜压控制方程。对比分析了不同箔片变形力学模型下的动态特性系数变化规律,探究了不同工况及结构参数对气膜动态特性的影响规律,... 提出一种新型箔片端面气膜密封方式,基于气体润滑与弹性力学理论,应用小扰动法建立箔片端面气膜密封的微扰膜压控制方程。对比分析了不同箔片变形力学模型下的动态特性系数变化规律,探究了不同工况及结构参数对气膜动态特性的影响规律,以最大动态主刚度和阻尼作为综合优化目标,确定了结构参数的优选范围。结果表明:随着激振频率、转轴转速的提高,气膜动态主刚度与动态主阻尼的动态互补变化,抑制了润滑膜厚的激变,同时作为气膜不稳定诱因的动态交叉系数的变化放缓,降低了因工况突变引起气膜振荡、失稳的风险;此外,介质压力的增大能够显著提升密封维稳、抗振性能。当楔形高度取5~8μm,节距比取0.2~0.4,箔坝比取0.5~1.1,箔片数取4~6,箔片结构阻尼取5×10^(7)~8×10^(7)Pa·s/m时,箔片端面气膜密封综合动态抗扰性能较优。 展开更多
关键词 箔片端面气膜密封 小扰动法 动态特性 参数优化
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不同箔坝位置关系下浮动坝箔片端面气膜密封性能研究 被引量:4
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作者 陈源 熊聪 +4 位作者 彭旭东 李运堂 李孝禄 王冰清 金杰 《摩擦学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期481-491,共11页
提出一种具有浮动密封坝的箔片端面气膜密封(FSD-CFFGS),并以此为研究对象建立密封气弹耦合润滑理论模型,采用有限差分法求解可压缩气体的雷诺方程,分别在箔片端面高于、等于和低于密封坝平面三种关系下系统研究支撑箔柔度系数对膜压、... 提出一种具有浮动密封坝的箔片端面气膜密封(FSD-CFFGS),并以此为研究对象建立密封气弹耦合润滑理论模型,采用有限差分法求解可压缩气体的雷诺方程,分别在箔片端面高于、等于和低于密封坝平面三种关系下系统研究支撑箔柔度系数对膜压、形变及密封性能的影响规律,探究FSD-CFFGS的工作原理和密封机理.综合考虑自适应性、开启性和控漏性,确定FSD-CFFGS支撑箔柔度系数优选范围.结果表明:当箔片端面高于密封坝平面时,密封流体动压效应显著,开启性能较好;高度差Δh取1.5~2.5μm、箔片区支撑箔柔度系数α1取0.05~0.15、浮动坝区支撑箔柔度系数α2取10^(-5)~10^(-3)时,FSD-CFFGS具有一定自适应能力并能保证较好的开启性和控漏性. 展开更多
关键词 弹性箔片 端面气膜密封 浮动密封 柔度系数 密封性能
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螺旋槽端面气膜密封结构高温特性研究 被引量:3
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作者 宁秀秀 何鹏刚 白少先 《航空发动机》 北大核心 2019年第2期13-18,共6页
为了研究螺旋槽端面气膜密封结构在高温下的密封性能,建立了高温密封分析数学模型,研究了螺旋槽气膜密封的气膜温度、压力以及端面变形分布规律,在此基础上探讨了螺旋槽气膜密封的热变形机理,并进一步分析了不同密封压力、转速、环境温... 为了研究螺旋槽端面气膜密封结构在高温下的密封性能,建立了高温密封分析数学模型,研究了螺旋槽气膜密封的气膜温度、压力以及端面变形分布规律,在此基础上探讨了螺旋槽气膜密封的热变形机理,并进一步分析了不同密封压力、转速、环境温度下热效应对开启力和泄漏率的影响。结果表明:在高压、高速条件下,热效应使端面形成发散间隙,导致开启力减小,泄漏率增加;在低压、高速条件下,热效应使端面形成收敛间隙,导致开启力及泄漏率增大。对于螺旋槽端面气膜密封结构,环境温度的升高对端面变形的影响不明显,且环境温度从300 K升至550 K时,考虑端面热效应的开启力减小4%,泄漏率减少36%。 展开更多
关键词 螺旋槽 端面气膜密封 高温 热效应 开启力 泄漏率
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惯性效应对超高速倾斜端面气膜密封稳动态特性影响 被引量:8
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作者 沈伟 彭旭东 +2 位作者 江锦波 李纪云 赵文静 《摩擦学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期452-462,共11页
研究了惯性效应和端面倾斜对超高速气膜端面密封稳动态特性的影响.考虑气体惯性效应,建立了气膜端面密封稳动态特性数值分析模型,采用有限差分法求解稳态和微扰雷诺方程,获得端面膜压分布.数值分析了惯性效应和端面倾斜度对开启力、气... 研究了惯性效应和端面倾斜对超高速气膜端面密封稳动态特性的影响.考虑气体惯性效应,建立了气膜端面密封稳动态特性数值分析模型,采用有限差分法求解稳态和微扰雷诺方程,获得端面膜压分布.数值分析了惯性效应和端面倾斜度对开启力、气膜刚度和泄漏率等稳态性能参数以及刚度系数和阻尼系数等动态特性系数的影响规律,并以获得较大刚度系数为目标,获得了螺旋槽关键几何参数的优选值范围.结果表明:在超高速条件下,考虑惯性效应后的干气密封泄漏率显著减小,刚漏比明显增大,而开启力、气膜刚度和动特性系数变化不大;倾斜端面气膜密封相较于平行端面气膜密封具有更佳的低频刚度和高频阻尼. 展开更多
关键词 气膜端面密封 惯性效应 端面倾斜 稳动态特性 超高速
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不同端面几何结构气膜密封的刚度与自振稳定性 被引量:5
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作者 徐万孚 刘雨川 +1 位作者 刘云飞 沈心敏 《流体机械》 CSCD 2001年第11期22-25,共4页
分析了气膜密封的端面几何结构及其刚度与自振稳定性的内在关系 ,认为2
关键词 端面气膜密封 螺旋槽 气膜刚度 稳定性
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高速气流阻塞效应对倾斜微孔端面密封动压特性的影响 被引量:7
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作者 谢静 白少先 《摩擦学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第6期806-813,共8页
以倾斜椭圆微孔端面为研究对象,考虑出口阻塞效应和入口压力损失,对高速气流润滑密封动压特性展开理论研究.采用数值方法重点分析不同密封压力、转速等操作参数和端面宽度等几何参数以及方向因子、倾斜角、孔深及面积比等微孔几何参数下... 以倾斜椭圆微孔端面为研究对象,考虑出口阻塞效应和入口压力损失,对高速气流润滑密封动压特性展开理论研究.采用数值方法重点分析不同密封压力、转速等操作参数和端面宽度等几何参数以及方向因子、倾斜角、孔深及面积比等微孔几何参数下,阻塞效应对开启力和泄漏量等密封特性参数的影响规律.结果表明:入口压力损失使入口处压力降低,出口阻塞效应使出口处压力抬升,导致端面开启力和泄漏量降低.随着转速和密封压力的增加,阻塞效应增强,与强制压力边界下的值相比,当密封压力为10 MPa,转速为50 000 r/min时,开启力降低可达5%以上,泄漏量可降低67%以上.当孔深取2~4μm,微孔倾斜角取20°~40°时较易获得优异的动压开启性能. 展开更多
关键词 倾斜椭圆微孔 端面气膜密封 阻塞效应 动压效应
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旋转式压缩机和泵用螺旋槽端面密封 被引量:4
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作者 董长善 《化工设备与管道》 CAS 2001年第4期49-54,共7页
叙述了旋转式压缩机和泵采用螺旋槽端面密封的结构、密封原理、特性、应用实例、选用和注意点及今后的展望。
关键词 液膜螺旋槽端面密封气膜螺旋槽端面密封特性应用
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