论文部分内容阅读
在对流体流动特性的研究中,人们已注意到了流体的特性是随条件的不同而变化的,尤其是液体粘度变化对流体流动特性的影响。在大载荷、超高温、极高速的工况下,如果忽略液体粘度变化对机器和元件的影响,将使设计结果产生较大的误差甚至重大事故的出现。静压滑环常应用于高速工况下,其密封缝隙间油膜温升较大,因此,有必要在变粘度条件下研究其密封间隙流体流动特性,并在考虑粘度变化的情况下确定其结构设计原则。本文在查阅大量国内资料的基础上,对变粘度理论应用于静压滑环进入了深入的研究,得出变粘度条件下静压滑环密封缝隙流体流动特性的理论计算公式以及利用有限元方法对缝隙流场进行数值分析,并对静压滑环的自动调节原理进行详细的分析。以静压滑环的简化模型和项目合作要求为基础,应用变粘度理论确定了静压滑环结构设计原则,给出了静压滑环可分配承载面积、轴向厚度、补偿结构的设计计算方法。对设计的静压滑环密封缝隙油膜承载力进行了详细的理论计算,并对密封缝隙间的油膜刚度进行了计算机分析。本文对有限元方法的求解思路和求解过程进行了简单的介绍,并从流体力学中最基本的质量守恒定律、能量守恒定律和动量守恒定律出发,得到了基于变粘度理论基础上静压滑环的数学模型与有限元模型。最后应用有限元方法对间隙油膜的流场特性进行了数值模拟,获得了缝隙的压力场分布、温度场分布、粘度场分布和速度场分布情况,并与理论分析结果进行了对比研究,对比显示理论与仿真曲线具有一致的变化趋势,因此可以证明本文理论计算公式的正确性以及静压滑环结构设计符合要求。