空化对液膜密封流场特性及密封性能的影响

发布时间：2024-02-07 04:06

　　为进一步探索液膜空化对密封性能的影响,以螺旋槽液膜密封为研究对象,基于JFO空化模型及坐标变换建立其数学模型并采用有限体积法离散求解。探讨Reynolds和JFO两空化边界下的密封速度场和流量场分布规律以及空穴压力对密封性能如承载能力和摩擦扭矩等影响。结果表明:空穴区的形成具有动态性,速度矢量在空穴区内部为0,在液膜始破边界和靠近内径处的液膜重生边界上速度矢量朝向空穴区,而在靠近外径处的液膜重生边界上速度矢量远离空穴区;液膜流量场主要集中于槽区内且JFO空化边界下的流量场分布比Reynolds空化边界下值更为密集;空穴压力的增加可提升液膜承载能力但增幅较小,而对摩擦扭矩的影响可忽略不计。

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【部分图文】：

图5-1不同空化边界下的计算域速度场分布

第五章液膜空化对螺旋槽密封性能影响理论与实验研究108第五章空化对螺旋槽液膜密封流场特性及密封性能影响分析根据第二章和第四章对螺旋槽液膜密封，尤其是中槽型液膜密封的空穴可视化实验和理论研究，螺旋槽结构参数的选择和工况参数如油压和转速的改变均不同程度地影响着液膜中空穴特征，尤其是后....

图3不同转速时,摩擦因数计算值和试验结果对比

图4所示为新坐标系(ξ,η,z)中,基于Reynolds和JFO2种不同空化模型计算获得的沿膜厚方向某中层截面的单周期计算域内速度场分布图。由图4可知,JFO空化边界对应的液膜始破位置[11]的速度矢量与Reynolds空化边界给出的液膜始破位置的速度矢量基本保持一致;不同的是....

图4不同空化边界下的计算域速度场分布

由图5可知,基于两不同空化边界获得的流量等值线均主要集中于螺旋槽区及内槽坝、外槽坝和高圆周角处的槽台边界附近,而在左右2个半台区和内外坝区分布较为稀疏。这表明,槽区内部及特定边界附近流量变化明显,而在其他区域流量变化较小。由图5(a)可知,Reynolds空化边界下的低角度槽区的....

图5不同空化边界下的计算域径向流量场分布

图6示出了不同空穴压力对液膜承载能力、总摩擦扭矩及空穴区摩擦扭矩的影响,这可为空穴压力pc大小选择提供参考。由图6(a)可知,空穴压力pc一定时,内槽型液膜密封的承载能力与λ=1/2的中槽型液膜密封相应值基本相近。对于中槽型液膜密封,其液膜承载能力随λ的增加而增大,且增幅明显增加....

本文编号：3896731