T型槽干氣密封性能分析與改型研究.pdf

1、T型槽干式氣體密封(T-DGS)具有能適應(yīng)雙向旋轉(zhuǎn)的優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用于高速離心式壓縮機(jī)、氣體透平機(jī)等旋轉(zhuǎn)設(shè)備的軸封上。但是目前對(duì)其穩(wěn)定運(yùn)行條件和失效機(jī)理缺少了解，工程應(yīng)用中出現(xiàn)不可預(yù)測性失效的事件偶有發(fā)生；另外，與螺旋槽DGS相比，T-DGS的承載能力較弱和穩(wěn)定性略顯不足是其出現(xiàn)失效的主要因素之一，也是限制其應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)一步擴(kuò)大的主要因素。
　　 基于氣體潤滑理論，建立了T-DGS的數(shù)學(xué)分析模型，采用Matlab編寫有限元程序進(jìn)行

2、數(shù)值模擬，通過計(jì)算密封性能參數(shù)，并與相關(guān)文獻(xiàn)實(shí)驗(yàn)值進(jìn)行對(duì)比，驗(yàn)證了計(jì)算模型的正確性以及計(jì)算方法的合理性與可靠性。在此基礎(chǔ)上，研究了轉(zhuǎn)速和密封介質(zhì)壓力對(duì)T型槽幾何結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)選值的影響規(guī)律，給出了T-DGS在不同轉(zhuǎn)速與壓力下的幾何結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)選值表，結(jié)果表明：轉(zhuǎn)速對(duì)T型槽的型槽幾何結(jié)構(gòu)周向比α1、槽寬比α2和槽深hg優(yōu)選值產(chǎn)生較大影響，對(duì)徑向比β1和槽長比β2優(yōu)選值的影響可以忽略不計(jì)；密封壓力對(duì)T-DGS的α1、β1和hg的優(yōu)選值都將產(chǎn)生一定

3、的影響，對(duì)α2和β2優(yōu)選值的影響可以忽略不計(jì)。最后，針對(duì)T-DGS動(dòng)壓效應(yīng)和穩(wěn)定性能較弱的缺點(diǎn)，提出了一種變深T型槽DGS端面結(jié)構(gòu)，并與普通等深T型槽DGS的密封性能進(jìn)行了對(duì)比研究，結(jié)果表明：變深結(jié)構(gòu)具有較好的流體動(dòng)壓效應(yīng)和穩(wěn)定性，尤其在低速低壓或高速高壓條件下優(yōu)勢更為明顯。在此基礎(chǔ)上，以獲得較大氣膜剛度為端面幾何參數(shù)的主要優(yōu)化原則，對(duì)變深T-DGS端面幾何結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化。
　　 本論文的研究成果進(jìn)一步完善了T-DGS的端面