一种螺旋袋型阻尼密封设计方法技术

一种螺旋袋型阻尼密封设计方法，选取一段位于静子面上的直通迷宫密封，获得其几何参数；在密封结构中，将除了第一和最后一个密封齿外的其它所有密封齿改为与转子旋向相反的螺旋齿，并在密封中增加轴向挡板；选取螺旋齿头数、螺旋节距和轴向挡板数为试验因子，给定需要分析的取值范围，并在各参数的取值范围中均匀选取5个数值，生成三因子五水平编码表；在额定工况下获得每种密封结构的性能评价指标，将三个试验因子的取值范围归一化，同时选取性能评价指标，采用二次拟合多项式进行拟合，从拟合系数获取各试验因子对性能指标的贡献率；选取不同组合中密封泄漏量相对于原始结构未增加的螺旋袋型阻尼密封结构，在其中选取稳定性较优方案。性较优方案。性较优方案。

【技术实现步骤摘要】
一种螺旋袋型阻尼密封设计方法


[0001]本专利技术属于旋转机械
，特别涉及一种螺旋袋型阻尼密封设计方法。

技术介绍

[0002]叶轮机械中的转子需要支撑于轴承上并穿过汽缸，在转子与汽缸之间留有间隙。环形密封结构是安装在透平机械中转子与静子件之间，在高压差下控制泄漏量的结构。在蒸汽轮机、燃气轮机、泵和压气机等叶轮机械中，旋转密封安装在旋转部件和静止部件之间，控制通过动静间隙从高压区向低压区的泄漏流动，对叶轮机械运行效率具有显著地影响。
[0003]密封结构除了控制工质泄漏，密封段中的工质作用在转子上的作用力也会对轴系的稳定性产生影响。相对于孔型密封、袋型密封等阻尼密封结构，非阻尼密封更加容易因为转子涡动产生的非定常气流激振力而引起转子稳定性不足。袋型密封作为一种从迷宫密封的基础上增加周向挡板而发展出来的一种阻尼密封目前在叶轮机械中广泛地被使用。在迷宫密封中增加挡板会有效地削弱密封腔室中气流的周向流动并提高阻尼系数，最终达到增强转子稳定性的目的。采用旋转阻尼密封代替传统的迷宫密封是抑制转子振动十分有效的办法。具有低泄漏和高阻尼性能的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种螺旋袋型阻尼密封设计方法，其特征在于，包括如下步骤：S1，选取一段位于静子面上的直通迷宫密封，获得其几何参数；所述几何参数包括齿数、密封间隙、密封齿宽度、腔室长度和深度；S2，在密封结构中，将除了第一和最后一个密封齿外的其它所有密封齿改为与转子旋向相反的螺旋齿，并在密封中增加轴向挡板；S3，选取螺旋齿头数、螺旋节距和轴向挡板数共3个关键几何参数为试验因子，给定每个参数需要分析的取值范围，并在各参数的取值范围中均匀选取5个数值；S4，基于中心组合设计方法的参数试验生成三因子五水平编码表；编码表里的每一项给定了一组螺旋齿头数、螺旋节距和轴向挡板数的几何参数组合；S5，在额定工况下采用定常求解RANS方程的数值模拟方法获得每种密封结构的性能评价指标，所述性能评价指标包括稳定性评价指标和泄漏评价指标，所述稳定性评价指标为气流激振力，所述泄漏评价指标为密封泄漏量；所述气流激振力包括转子径向气流激振力和转子切向气流激振力；S6，将三个试验因子的取值范围归一化到[
‑
1,1]，同时选取一个性能评价指标，采用二次拟合多项式进行拟合，从多项式中的拟合系数获取各试验因子对分析的性能指标的贡献率；S7，选取不同组合中密封泄漏量相对于原始结构未增加的螺旋袋型阻尼密封结构，在其中选取稳定性较优方案。2.根据权利要求1所述螺旋袋型阻尼密封设计方法，其特征在于，所述S2，轴向挡板的走向与密封腔室的轴向平行，位于密封腔室中并贯穿密封进口与出口，所述轴向挡板的数量设置为大于2的偶数且沿周向均匀分布...

【专利技术属性】
技术研发人员：李军，薛文松，陈显辉，李志刚，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：