密封可倾化提高转子稳定性的理论、试验与可行性研究

为了解决旋转机械大型化、高参数发展过程中出现的流体激振问题，人们从密封结构型式出发，提出了蜂窝、刷式等很多新型密封。本课题则从一个新的角度出发，提出将传统固定式密封改为可以绕支点摆动的可倾式密封。如果可倾密封的惯性较小，由于气流力绕密封支点的力矩必须平衡，密封内气流合力必定通过密封块支点，不会产生切向失稳力。本课题首先构建可倾密封气流激振试验台。安装密封的气缸以软弹簧支撑方式连接到基础上，以激振器激振的方式求取可倾密封动力特性系数，根据实测对数衰减率分析可倾密封抗失稳能力。其次，应用CFD和摄动理论求解单个密封块的动力特性，以坐标变换方法建立整体可倾密封动力特性计算分析模型。在上述研究基础上，将流体流动、转子振动、密封块绕支点的摆动视为流固耦合体，在平衡点附近作线性化展开后研究耦合系统动力特性。最后，对可倾密封工程应用中的关键技术、可行性和可靠性等问题进行研究。