蜂窝密封动力特性和减振性能的实验与数值研究
本文运用商用CFD软件Fluent，采用三维建模的方法分别建立圆柱形蜂窝密封和圆锥形蜂窝密封的几何模型，其与Satoru Kaneko实验的几何尺寸相一致，并按照实验中的各种工况条件，来设定边界条件；针对蜂窝密封几何结构复杂、密封间隙小且径向流动参数变化剧烈的特点，采用了六面体网格划分、增加密封间隙径向网格密度；采用动坐标系、适用于旋转流动的RNG k-e湍流模型和非平衡壁面函数湍流模型等方法，依次计算出三种形式的密封结构的主刚度、交叉刚度和主阻尼，并与相关的实验数据和解析计算结果相比较，得出本文数值计算方法比原有的解析计算方法有更好准确性。
在验证CFD数值计算准确性之后，本论文利用数值计算的特点，以不同晶格深度蜂窝密封为例，研究其泄漏量和动力特性的变化，说明数值计算是一种研究蜂窝密封静态、动态特性研究和蜂窝密封优化设计的好方法。
其次论文通过直接测量转轴处的振动情况，实验研究了蜂窝密封的动力特性和减振性能。通过实验证明了，光滑壁面在转子偏心的情况下，产生密封间隙压力分布不均，从而使振动加大，转子失稳；而蜂窝壁面在转子偏心的情况下，无论在频率、波形还是振幅上，都没有发生明显的变化，保持转子的稳定；相比于光滑壁面，蜂窝壁面能够明显的抑制由于质量不平衡引起的振动，有更大的有效阻尼。
蜂窝密封;动力特性;数值模拟;非平衡壁面函数;计算流体力学;减振性能;几何模型
北京化工大学
硕士
化工过程机械
何立东
2009
中文
TH136
63
2010-01-19（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）