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迷宫式密封方式对转子系统动力学行为影响的研究

发布时间:2018-08-27 12:16
【摘要】:密封行为对高速旋转机械的影响日益受到关注。迷宫密封中的气流激振力作用在转子上,对转子系统的动力学特性有着不可忽视的影响。研究迷宫密封对于转子系统动力学特性的影响对于迷宫密封-转子系统的结构设计及故障诊断有着重要的参考意义。论文采用FLUENT软件对直通型、阶梯型及交错型三种迷宫密封流场进行数值分析,研究三种迷宫密封的封严特性及动力学特性系数,分析了进出口压差、转子转速对迷宫密封泄漏量及动力学特性系数产生的影响。以某热电厂使用的TRE100型离心式空气压缩机三级转子上的迷宫密封为例,计算了该密封在不同密封间隙、不同进出口压差、不同转速条件下的动力学特性系数。根据得到的迷宫密封动力学特性系数,使用有限元方法建立迷宫密封-转子系统动力学模型并运用ANSYS软件进行数值求解。考虑陀螺效应的影响,研究了轴承支承刚度、密封轴向位置、密封间隙、密封进出口压差、转子转速对于迷宫密封-转子系统模态振型、临界转速、稳态不平衡响应特性的影响。研究结果对迷宫密封结构选型和参数确定具有一定的参考价值。
[Abstract]:The effect of sealing behavior on high speed rotating machinery is paid more and more attention. The dynamic characteristics of the rotor system can not be ignored because of the effect of the airflow excitation force on the rotor in the labyrinth seal. It is important to study the influence of labyrinth seal on the dynamic characteristics of rotor system for structural design and fault diagnosis of labyrinth seal rotor system. In this paper, the flow field of three labyrinth seals is numerically analyzed by using FLUENT software. The sealing characteristics and dynamic characteristic coefficients of the three labyrinth seals are studied, and the pressure difference between the inlet and outlet is analyzed. The effect of rotor speed on leakage rate and dynamic characteristic coefficient of labyrinth seal. Taking the labyrinth seal on the three-stage rotor of the TRE100 centrifugal air compressor used in a thermal power plant as an example, the dynamic characteristic coefficients of the seal under different sealing clearance, different inlet and outlet pressure difference and different rotational speed are calculated. According to the dynamic characteristic coefficient of labyrinth seal, the dynamic model of labyrinth seal rotor system is established by finite element method and solved numerically by ANSYS software. Considering the influence of gyroscope effect, bearing support stiffness, seal axial position, seal clearance, seal inlet and outlet pressure difference, rotor speed for labyrinth seal rotor system modal mode, critical speed are studied. The effect of steady state unbalanced response. The research results have certain reference value for the selection of labyrinth seal structure and the determination of parameters.
【学位授予单位】:华东理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TH136

【参考文献】

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本文编号:2207251

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