【摘 要】
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基于多元耦合仿生原理,通过分析和提取飞鸟翼翅宏观构形和结构特征,提出了基于飞鸟翼翅的型槽仿生多元耦合递阶层次结构模型.为解决干气密封在高速工况下泄漏率高、稳定性欠佳等问题,基于仿生学原理,提出了仿生不等螺旋角集束螺旋槽干气密封.基于气体润滑理论,建立了仿生不等螺旋角集束螺旋槽的数学模型,采用有限差分法求解了密封端面膜压控制方程,获得了开启力、轴向气膜刚度、角向气膜刚度和刚漏比等性能参数,分析了槽宽
【机 构】
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浙江工业大学机械工程学院,浙江杭州 310032 浙江工业大学机械工程学院,浙江杭州 310032
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基于多元耦合仿生原理,通过分析和提取飞鸟翼翅宏观构形和结构特征,提出了基于飞鸟翼翅的型槽仿生多元耦合递阶层次结构模型.为解决干气密封在高速工况下泄漏率高、稳定性欠佳等问题,基于仿生学原理,提出了仿生不等螺旋角集束螺旋槽干气密封.基于气体润滑理论,建立了仿生不等螺旋角集束螺旋槽的数学模型,采用有限差分法求解了密封端面膜压控制方程,获得了开启力、轴向气膜刚度、角向气膜刚度和刚漏比等性能参数,分析了槽宽比、槽坝比、主螺旋角和微槽数对干气密封性能的影响规律.结果表明:相较于双螺旋角螺旋槽干气密封和普通螺旋槽干气密封,仿生不等螺旋角集束螺旋槽干气密封能在高速条件下保证较低泄漏率的同时保持较高的密封运行稳定性,具有较优的综合密封性能,并给出了其在高速条件下的主要几何参数优选值范围.
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本文提出了气浮垫动态数学模型,建立了气浮垫动态控制方程,并采用有限差分法求解气浮垫动态控制方程,最终得出了气浮垫的动态刚度和阻尼值;对数值计算结果进行了分析及对比研究.结果表明,因为当振动很小时,动态刚度和静态刚度是基本相当的,而气膜间隙对气浮垫阻尼系数的影响很大.
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