仿鸟翼微列螺旋槽干气密封性能分析与选型

摘要：

为改善单向螺旋槽干气密封在高速条件下存在的泄漏率高、稳定性欠佳等问题,提出一种仿鸟翼微列螺旋槽端面干气密封结构.基于气体润滑理论,建立仿鸟翼微列螺旋槽的端面几何模型和数学模型,数值分析周向开槽宽度和径向开槽宽度对轴向气膜刚度和泄漏率等密封特性参数的影响规律,给出仿鸟翼微列螺旋槽主要结构参数的优选值范围.在不同压力、线速度和膜厚条件下对比分析仿鸟翼微列螺旋槽干气密封与普通螺旋槽干气密封的开启力、轴向气膜刚度、泄漏率和刚漏比等密封特性,给出不同工况条件下两种型槽干气密封的密封性能等值线图.结果表明:在高速低压条件下,相较于单向螺旋槽干气密封,仿鸟翼微列螺旋槽干气密封的密封性和稳定性都有显著提升,其轴向气膜刚度增幅达到30％,泄漏率降幅达到10％.仿鸟翼微列螺旋槽干气密封性能等值线图的提出可为其工程选型及优化设计提供指导和借鉴.

关键词：微列螺旋槽、仿生、性能等值线、干气密封

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分类号：TH117.2

资助基金：The project was supported by the National Natural Science Foundation of China 51175470,51275473,the National Key Basic Research Development Plan 973 Plan,2014CB046404 and the key Natural Science Foundation of Zhejiang Province Z15E050006.国家自然科学基金项目51175470,51275473、国家重点基础研究发展计划973计划,2014CB046404和浙江省自然科学基金Z15E050006资助.

在线出版日期：2015-07-09（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：274-281