涡动与偏心对气体力与泄露量的影响

涡动与偏心对气体力与泄露量的影响 

摘   要

    迷宫密封是一种非接触式密封，它具有无固相摩擦、不需润滑、能耗少等特点，在涡轮机械中广泛应用。但迷宫密封的使用往往会使高速旋转机械产生气流激振问题，出现振动噪声大、碰磨等问题，严重时甚至会使整个机组失效。因此通过迷宫密封腔内流场和压力场的数值计算，分析探讨迷宫密封失稳机理及其各种影响因素，是很有意义的，也有着良好的工程应用前景。

    流体在迷宫密封内的流动过程，遵循流体流动的所有控制方程。本文围绕迷宫密封激振机理以及动力特性系数的研究展开，应用FLUENT软件对迷宫密封内部流场进行了深入的研究，并提出了一种计算密封动力特性系数的方法。

本文以CFD软件FLUENT为主要计算工具，建立了迷宫密封三维有限元模型，对边界条件的选取和网格的划分进行了分析。并将计算得到的腔内压力与经验公式计算结果进行了对比，模拟结果与经验公式计算结果相吻合。

    本文对迷宫密封内部三维流场进行完整地分析，讨论了偏心、转速对密封腔内转子表面周向压力分布的影响。 

关键词：迷宫密封；转子动力学；流场

目 录

摘   要 I

Abstract II

目 录 III

第一章  绪 论 1

1.1  本文研究的目的和意义 1

1.2  迷宫密封简介 2

1.2.1  迷宫密封流体激振机理 2

1.2.2  迷宫密封激振力模型 4

1.2.3  迷宫密封流场的研究现状 5

1.3  计算流体力学及FLUENT简介 6

第二章 迷宫密封流场计算模型 9

2.1  基本控制方程 9

2.2  迷宫密封三维几何模型的建立和网格划分 11

2.3 FLUENT的计算步骤 15

2.4  FLUENT的后处理方程 17

第三章 迷宫密封三维流场分析 19

3.1迷宫密封压力流场基本分析 19

3.2 气体力和泄露量随转子偏心的变化 22

3.3 涡动对转子气体力和泄露的影响 23

3.4同一偏心下涡动速度对气体力及泄露量的影响 26

第四章  总结与展望 28

5.1 总结 28

5.2 展望 28

致    谢 30

参考文献 31