旋轉(zhuǎn)流場中的流體流動比較復(fù)雜,特別是在高轉(zhuǎn)速、微尺度工況時,流場中的流體流態(tài)及其判斷方法缺乏完備的理論模型.選擇干氣密封作為高速旋轉(zhuǎn)流場的研究對象,以開啟力和泄漏量作為宏觀特性表征指標參數(shù),選擇剪切(周向)、徑向及軸向速度分量對速度流場進行介觀表述,通過Fluent軟件仿真計算大跨距轉(zhuǎn)速(低轉(zhuǎn)速至超高轉(zhuǎn)速)時的宏觀、介觀指標參數(shù),研究密封性能指標參數(shù)與速度場間的內(nèi)在邏輯關(guān)系.結(jié)果表明:低速旋轉(zhuǎn)流場中的軸向速度分量較小,可忽略不計,轉(zhuǎn)速升高會促使軸向速度分量持續(xù)增大,當轉(zhuǎn)速持續(xù)增大并超過某一臨界值時,軸向速度分量會出現(xiàn)迅速升高的情形;軸向速度分量的變化情形與微尺度流場(開啟力和泄漏量)波動密切相關(guān),是影響旋轉(zhuǎn)流場流態(tài)的關(guān)鍵性指標參數(shù),也是引起宏觀流場特性變化的主要因素;徑向速度分量的變化情形與微尺度流場泄漏量的變化規(guī)律基本一致,隨著轉(zhuǎn)速的增大,泄漏量的宏觀性能反饋要早于開啟力波動的出現(xiàn).基于以上研究,同時根據(jù)管道雷諾數(shù)、流量因子判定模型及流體力學(xué)基本理論,嘗試提出了基于三維速度分量的針對旋轉(zhuǎn)流場流態(tài)的橢球判定模型.

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本文編號：3782633