直通式迷宫密封内部二维流场的数值模拟

发布时间：2022-02-24 09:15

　　迷宫密封是工业上广泛采用的一种密封形式，长期以来，人们一直不断地对它进行研究，获得了许多有益的成果，这些成果在生产实践中被充分利用，收到了良好的经济效益。但是，随着科学技术的飞速发展，科学研究的各个领域都面临着新一轮的挑战。就密封而言，传统的依赖于总体试验的研究方法，在充分发挥了其在工业生产中的重要作用之后，也逐渐地暴露出自身尚存在有待完善之处，其中之一便是对迷宫空腔及间隙内部流场和压力场的定量认识不足。本文即是在前人已有理论成果的基础上，针对上述不足展开研究，以期在迷宫密封的研究领域中有所渐进。本文研究工作的技术路线是：第一，建立直通式迷宫密封二维几何模型；第二、提出基本假设，确立物理模型；第三、通过数值计算，绘制出不同几何条件下直通式迷宫密封内部二维流场的可视化图形；第四、通过实验考察数值模拟结果是否正确；第五、根据理论计算结果和实验结果的对比分析得出结论。针对几何因素对直通式迷宫密封效果的影响，本文参考了相关文献资料，确定所要研究的几何参数为：齿间距（s）、间隙高度（h）、齿高（H）和齿宽（b）。并根据现有工业用直通式迷宫密封的结构，加以适当调整，从无量纲的角度确定了各几何参数的... 

【文章来源】：大连理工大学辽宁省211工程院校985工程院校教育部直属院校

【文章页数】：121 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
0 前言
1 文献综述
    1.1 总论
    1.2 迷宫密封研究回顾
        1.2.1 迷宫密封机理
        1.2.2 迷宫密封的结构型式
        1.2.3 理想迷宫的泄漏计算
        1.2.4 直通型迷宫的特性
        1.2.5 传统迷宫密封研究对流体流动形式的推论
        1.2.6 传统迷宫理论中对迷宫进行的理论分析
        1.2.7 迷宫密封间隙中流体的流动
            1.2.7.1 流动状态和雷诺数
            1.2.7.2 雷诺方程
        1.2.8 迷宫中流场的计算方法
    1.3 迷宫密封性能影响因素分析
        1.3.1 结构型式及结构参数的影响
        1.3.2 其它因素的影响
    1.4 迷宫密封的研究方法
2 本文的研究范围
    2.1 本文的研究目的
    2.2 本文的研究范围
3 直通式迷宫密封内部二维流场的数值模拟
    3.1 几何模型的建立
    3.2 计算模型的确立
    3.3 数值模拟方法的主要步骤
        3.3.1 计算区域及网格的生成
        3.3.2 方程的有限元离散
            3.3.2.1 伽辽金法(Galerkin)有限元列式
            3.3.2.2 集中质量法
    3.4 计算程序说明
        3.4.1 程序改编说明
        3.4.2 程序主要模块说明
    3.5 几何因素对直通式迷宫密封内部二维流场的影响
        3.5.1 空腔形状(H/s)的影响
        3.5.2 空腔宽度(s/h)的影响
        3.5.3 齿宽(b/h)的影响
4 直通式迷宫密封内部二维流场的实验研究
    4.1 实验手段
    4.2 实验条件
        4.2.1 模化条件
        4.2.2 模型实验条件的获得
    4.3 实验过程——PIV的测试过程
    4.4 实验结果
        4.4.1 单级迷宫内部二维流场
        4.4.2 三级迷宫内部二维流场
5 理论计算结果与实验结果的对比分析
    5.1 单级迷宫计算结果与实验结果的比较
    5.2 两级迷宫计算结果与实验结果的比较
    5.3 几何因素影响直通式迷宫密封效果的原因
    5.4 实验误差分析
6 结束语
    6.1 结论
    6.2 建议
附录
符号及符号说明
参考文献
致谢



本文编号：3642424