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考虑热效应影响的指尖密封接触强度分析

论文摘要

指尖密封作为柔性高速动态密封装置,其在航空发动机、燃气轮机等重大设备的高速密封部位具有良好的应用前景。但高速高温条件下,摩擦生热和环境温度对指尖密封配副接触强度具有重要影响,进而影响其密封性能,探索其影响机理成为指尖密封性能设计中的关键。为此,研究针对指尖密封实际工况条件,将摩擦生热转化为热流密度边界条件,同时计入密封介质温度的影响,构建了指尖密封系统的热结构耦合分析模型,研究了热效应对指尖密封/转子配副接触强度的影响规律,并进行了物理试验验证。研究结果表明,高速条件下摩擦生热对密封配副接触强度具有重要影响,转速为15 000 r/min时,室温条件下,摩擦效应导致指尖密封局部温度升高超过370℃,指尖靴/转子摩擦配副间接触压力增大近10%;高温条件下,考虑热效应影响后,导致局部接触压力相对于不考虑热效应影响时减小了90%;性能试验结果表明考虑热效应后,密封上下游压力差为0.4 MPa时,指尖密封泄漏试验结果的最大误差仅为16.5%,而不考虑热效应影响时,最大误差达到了72.8%,验证了考虑热效应的必要性和热分析方法的合理性,为高温、高速条件下的指尖密封性能设计提供了重要参考。

论文目录

  • 引言
  • 1 指尖密封工作原理
  • 2 指尖密封热分析模型
  • 3 分析结果及讨论
  • 4 结论

    • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 张延超,焦丹丹,吴鲁纪,赵蕊,崔亚辉,冉宝春,王伟

    关键词: 指尖密封,热结构耦合,摩擦热,接触强度,热效应

    来源: 机械强度 2019年02期

    年度: 2019

    分类: 工程科技Ⅱ辑

    专业: 机械工业

    单位: 西安理工大学机械与精密仪器工程学院,郑州机械研究所有限公司

    基金: 国家自然科学基金重点项目(51305343),陕西省科技成果转移与推广计划(2018XNCG-G-11)资助~~

    分类号: TH136

    DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2019.02.025

    页码: 413-418

    总页数: 6

    文件大小: 377K

    下载量: 146

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    本文来源: https://www.lunwen66.cn/article/6fbcc7938e7cb33a16c88227.html