超椭圆织构浮动坝箔片端面气膜密封动态性能分析与优化OA北大核心

为提高弹性箔片端面气膜密封(CFFGS)在动态运行过程中的开启性和密封性并降低箔片安装精度要求,提出一种新型超椭圆织构浮动坝箔片端面气膜密封(SHFSD-CFFGS)结构。基于气体润滑和动力学理论,建立SHFSD-CFFGS气弹耦合动力学模型并采用直接数值模拟法求解,对比分析SHFSD-CFFGS与无织构CFFGS的动态性能表现,揭示超椭圆型孔织构对提升密封动态性能的作用机理,并以提高SHFSD-CFFGS动态平均开启力、减小动态平均泄漏率为目标,开展超椭圆织构结构参数和力学结构参数的优化设计。结果表明:SHFSD-CFFGS箔片斜坡区和浮动坝区的超椭圆型孔织构能产生二次动压效应和上游泵送效应,有助于密封开启性和密封性的提升;在本文工况条件下,当浮动坝区超椭圆系数n2取1、内外侧型孔倾角ϕ1和ϕ2均取20°~40°、织构深度Td2取4~6μm、方向因子γ取1.75~2.25、浮动坝区柔度系数α2取5×10^(-5)~1×10^(-4)、静环质量ms取0.1~0.2 kg、弹簧刚度ks取9×10^(7)~1×10^(8)N·m^(-1)、辅助密封圈阻尼cz取9×10^(3)~1×10^(4)N·s·m^(-1)时,SHFSD-CFFGS具有较优的综合动态性能。