基于粗糙接触的指尖密封性能热特性影响研究
发布时间：2020-12-19 10:59
指尖密封作为柔性高速动态密封装置,其在航空发动机、燃气轮机等重大设备的高速密封部位具有良好的应用前景。指尖密封通常是在高速高温的工况条件下工作,且要求较长的工作寿命,因此装置需要拥有更好的的密封性能。当前公开的指尖密封热分析研究中,大多是温度效应下指尖密封性能的宏观研究,以及摩擦生热对温度场分布的影响研究,关于温度效应对指尖密封的热影响机理的研究还十分欠缺。因此,开展指尖密封热效应分析,研究温度对指尖密封接触摩擦状态的影响的规律,对工程实际工作状态下指尖密封的磨损寿命设计具有重要意义。首先,分析了指尖密封系统中的基本传热方式,研究了基于粗糙接触的指尖密封接触热阻模型并对其进行了修正,根据修正后的指尖密封接触热阻模型得出转子转速和环境温度对热阻的影响。然后,确定热分析边界条件并计算出各种工况条件下的对流换热系数、接触热导率,通过热流密度模拟指尖靴/转子接触配副间的摩擦生热,为后面的热分析提供理论基础。继而,基于环境温度、转子转速和摩擦生热,利用ANSYS APDL参数化建模,建立指尖密封系统的热分析模型,分析温度场变化,并探究压差、转速对指尖靴/转子间接触压力影响规律。最后,加工指尖密封...
【文章来源】：西安理工大学陕西省
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
指尖密封结构
(a)指尖密封轴向结构 (b)指尖密封周向结构cumferential structure of finger seal (b)The axial structure o图 1-2 接触式指尖密封结构Fig.1-2 The structure of contacted finger seal密封的结构如图 1-3 所示。非接触式指尖密封与接征就是转子和密封靴之间存在着一定的间隙。与接触上每个指尖梁上靠近转子的一端加工出向外延伸的和密封靴之间就会形成压力气膜，目的是为了减少流接触式指尖密封这种特殊的密封靴部可以在一定程其工作寿命，但是密封靴与转子间的间隙易使密封
图 2-1 指尖密封分析模型Fig.2-1 Analysis model finger seal 1-2 所示的指尖密封结构，根据其结构特征取转子、后挡板和靠近为分析模型，如图 2-1 所示，同时按照指尖密封的工况条件和装配的换热部位，其中有以下六个对流换热部位：上游密封片与高压压腔气体之间，转子前端面与高压腔气体之间，转子后端面与低压外圆周面与高压腔气体之间，低压腔转子外圆周面与低压腔气体之热部位：两密封片之间，密封片与后挡板之间，指尖靴与转子之间高速转动所产生的摩擦热量在热分析时也需要加以考虑。热所遇到的大量问题，往往是一种流体流过另一物体的表面而发生的专门名称叫对流换热。对流换热，实际上是对流与导热两种基本方复杂的热传递过程。热是固体表面与它周围接触的流体之间，由于温度差的存在引起
【参考文献】：
期刊论文
[1]指尖密封静动态特性试验研究[J]. 周坤,力宁,郭徽,潘君,谭键. 润滑与密封. 2018(09)
[2]指尖密封/转子系统密封力的一种计算方法[J]. 侯国强,汪杨,陈国定,苏华. 机械科学与技术. 2018(11)
[3]水蒸气黏性对非接触式指尖密封动压靴热变形的影响分析[J]. 朱东晓,王炜哲. 动力工程学报. 2017(08)
[4]基于有限元仿真的指尖密封准动态性能分析方法[J]. 张延超,刘凯,胡海涛,宋飞. 推进技术. 2016(12)
[5]考虑装配条件的C/C复合材料指尖密封动态性能[J]. 王莉娜,陈国定,苏华,杨光美,张延超. 哈尔滨工业大学学报. 2016(07)
[6]基于系统响应特征的指尖密封泄漏特性分析[J]. 张延超,刘凯,周连杰,胡海涛. 航空动力学报. 2013(01)
[7]指式封严结构中气流流动与传热特性分析[J]. 曹静,吉洪湖,金峰,曹广州. 航空发动机. 2011(04)
[8]C/C复合材料与高温合金GH600之间高温接触热阻的试验研究[J]. 刘冬欢,郑小平,黄拳章,姚福印,刘应华. 航空学报. 2010(11)
[9]Dynamic Behavior Analysis of Finger Seal Based on Equivalent Dynamic Model[J]. SU Hua and CHEN Guoding School of Mechatronics,Northwestern Polytechnical University,Xi’an 710072,China. Chinese Journal of Mechanical Engineering. 2010(05)
[10]基于任意四边形子胞的多尺度温度场计算方法(英文)[J]. 孙志刚,周超羡,高希光,宋迎东. Chinese Journal of Aeronautics. 2010(05)
博士论文
[1]指尖密封结构和性能的设计分析与试验研究[D]. 苏华.西北工业大学 2006
硕士论文
[1]耐磨涂层对指尖密封综合性能的影响研究[D]. 司晨光.西安理工大学 2018
本文编号：2925787
【文章来源】：西安理工大学陕西省
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
指尖密封结构
(a)指尖密封轴向结构 (b)指尖密封周向结构cumferential structure of finger seal (b)The axial structure o图 1-2 接触式指尖密封结构Fig.1-2 The structure of contacted finger seal密封的结构如图 1-3 所示。非接触式指尖密封与接征就是转子和密封靴之间存在着一定的间隙。与接触上每个指尖梁上靠近转子的一端加工出向外延伸的和密封靴之间就会形成压力气膜，目的是为了减少流接触式指尖密封这种特殊的密封靴部可以在一定程其工作寿命，但是密封靴与转子间的间隙易使密封
图 2-1 指尖密封分析模型Fig.2-1 Analysis model finger seal 1-2 所示的指尖密封结构，根据其结构特征取转子、后挡板和靠近为分析模型，如图 2-1 所示，同时按照指尖密封的工况条件和装配的换热部位，其中有以下六个对流换热部位：上游密封片与高压压腔气体之间，转子前端面与高压腔气体之间，转子后端面与低压外圆周面与高压腔气体之间，低压腔转子外圆周面与低压腔气体之热部位：两密封片之间，密封片与后挡板之间，指尖靴与转子之间高速转动所产生的摩擦热量在热分析时也需要加以考虑。热所遇到的大量问题，往往是一种流体流过另一物体的表面而发生的专门名称叫对流换热。对流换热，实际上是对流与导热两种基本方复杂的热传递过程。热是固体表面与它周围接触的流体之间，由于温度差的存在引起
【参考文献】：
期刊论文
[1]指尖密封静动态特性试验研究[J]. 周坤,力宁,郭徽,潘君,谭键. 润滑与密封. 2018(09)
[2]指尖密封/转子系统密封力的一种计算方法[J]. 侯国强,汪杨,陈国定,苏华. 机械科学与技术. 2018(11)
[3]水蒸气黏性对非接触式指尖密封动压靴热变形的影响分析[J]. 朱东晓,王炜哲. 动力工程学报. 2017(08)
[4]基于有限元仿真的指尖密封准动态性能分析方法[J]. 张延超,刘凯,胡海涛,宋飞. 推进技术. 2016(12)
[5]考虑装配条件的C/C复合材料指尖密封动态性能[J]. 王莉娜,陈国定,苏华,杨光美,张延超. 哈尔滨工业大学学报. 2016(07)
[6]基于系统响应特征的指尖密封泄漏特性分析[J]. 张延超,刘凯,周连杰,胡海涛. 航空动力学报. 2013(01)
[7]指式封严结构中气流流动与传热特性分析[J]. 曹静,吉洪湖,金峰,曹广州. 航空发动机. 2011(04)
[8]C/C复合材料与高温合金GH600之间高温接触热阻的试验研究[J]. 刘冬欢,郑小平,黄拳章,姚福印,刘应华. 航空学报. 2010(11)
[9]Dynamic Behavior Analysis of Finger Seal Based on Equivalent Dynamic Model[J]. SU Hua and CHEN Guoding School of Mechatronics,Northwestern Polytechnical University,Xi’an 710072,China. Chinese Journal of Mechanical Engineering. 2010(05)
[10]基于任意四边形子胞的多尺度温度场计算方法(英文)[J]. 孙志刚,周超羡,高希光,宋迎东. Chinese Journal of Aeronautics. 2010(05)
博士论文
[1]指尖密封结构和性能的设计分析与试验研究[D]. 苏华.西北工业大学 2006
硕士论文
[1]耐磨涂层对指尖密封综合性能的影响研究[D]. 司晨光.西安理工大学 2018
本文编号：2925787
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