高压圆盘气体轴承边界层对流换热研究及应用

发布时间：2024-06-03 05:13

　　高压圆盘气体轴承气膜内的气流被加速至超音速,气流温度梯度大,气流与轴承壁面间存在明显的对流换热,热载荷对轴承圆盘变形的影响已不能忽略。因此,研究边界层对流换热特性,是进一步研究轴承热变形和设计轴承结构的基础。对轴承气膜内的流场进行数值求解,分析气膜间隙、供气压力及轴承半径对气膜边界层的影响,结果表明:减小气膜间隙、降低供气压力、增大轴承半径,均可促进气膜边界层的发展;边界层完全发展后,主流被边界层淹没,气流速度下降,使气膜内的压力维持在较高水平,从而提高了气体轴承的承载能力,并以此确定了轴承实验模型的工作参数。计算了轴承壁面与气流间的对流换热系数,通过与Bartz公式计算结果的对比,验证了数值计算结果的可靠性。分析了供气总压、总温对对流换热系数的影响,结果表明:增大供气总压时对流换热系数增大,增大供气总温时对流换热系数减小。分析了对流换热系数的分布特征,结果表明:随着轴承半径的增加,气流雷诺数下降,对流换热系数总体趋于下降趋势;气流速度由超音速下降至亚音速是造成对流换热系数局部快速下降的原因;气膜内边界层交汇是造成对流换热系数局部增大的原因。计算了轴承在压力载荷和热载荷共同作用下的变形...

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1高压圆盘气体轴承结构

0-旋转轴线；1-上工作圆盘；2，7-供气部件；3，6-供气孔；4，5-收缩段；8-下工作圆盘；9-气体润滑膜图1.1高压圆盘气体轴承结构气体的粘度系数小，主流区域可以视为无粘性的理想气体的势流运动，缩气流（Ma>0.3）切近圆盘壁面的薄层内，速度急剧变化，粘性作用....

图2.1高压圆盘气体轴承模型

表R/mm3030图2.1高压圆盘气体轴承模型2.1高压圆盘气体轴承模型尺寸和压力参数L1/mmL2/mmL3/mmL4/mm/MPa3.11.150.051013.11.50.1101/M0.0.

图2.2静压止推气体轴承几何模型

图2.2静压止推气体轴承几何模型[1]表2.2轴承模型尺寸和压力参数[1]Caseh/mm/mm/mm/mm/mm/MPa/MPa2-10.025417.6238.10.150.51450.10132-20.05....

图2.3采用模型计算的压力数据与文献[1]中实验数据的对比

17图2.3采用模型计算的压力数据与文献[1]中实验数据的对比

本文编号：3988229