為進(jìn)一步探索液膜空化對(duì)密封性能的影響,以螺旋槽液膜密封為研究對(duì)象,基于JFO空化模型及坐標(biāo)變換建立其數(shù)學(xué)模型并采用有限體積法離散求解。探討Reynolds和JFO兩空化邊界下的密封速度場(chǎng)和流量場(chǎng)分布規(guī)律以及空穴壓力對(duì)密封性能如承載能力和摩擦扭矩等影響。結(jié)果表明:空穴區(qū)的形成具有動(dòng)態(tài)性,速度矢量在空穴區(qū)內(nèi)部為0,在液膜始破邊界和靠近內(nèi)徑處的液膜重生邊界上速度矢量朝向空穴區(qū),而在靠近外徑處的液膜重生邊界上速度矢量遠(yuǎn)離空穴區(qū);液膜流量場(chǎng)主要集中于槽區(qū)內(nèi)且JFO空化邊界下的流量場(chǎng)分布比Reynolds空化邊界下值更為密集;空穴壓力的增加可提升液膜承載能力但增幅較小,而對(duì)摩擦扭矩的影響可忽略不計(jì)。

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【部分圖文】：

圖5-1不同空化邊界下的計(jì)算域速度場(chǎng)分布

第五章液膜空化對(duì)螺旋槽密封性能影響理論與實(shí)驗(yàn)研究108第五章空化對(duì)螺旋槽液膜密封流場(chǎng)特性及密封性能影響分析根據(jù)第二章和第四章對(duì)螺旋槽液膜密封，尤其是中槽型液膜密封的空穴可視化實(shí)驗(yàn)和理論研究，螺旋槽結(jié)構(gòu)參數(shù)的選擇和工況參數(shù)如油壓和轉(zhuǎn)速的改變均不同程度地影響著液膜中空穴特征，尤其是后....

圖3不同轉(zhuǎn)速時(shí),摩擦因數(shù)計(jì)算值和試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比

圖4所示為新坐標(biāo)系(ξ,η,z)中,基于Reynolds和JFO2種不同空化模型計(jì)算獲得的沿膜厚方向某中層截面的單周期計(jì)算域內(nèi)速度場(chǎng)分布圖。由圖4可知,JFO空化邊界對(duì)應(yīng)的液膜始破位置[11]的速度矢量與Reynolds空化邊界給出的液膜始破位置的速度矢量基本保持一致;不同的是....

圖4不同空化邊界下的計(jì)算域速度場(chǎng)分布

由圖5可知,基于兩不同空化邊界獲得的流量等值線均主要集中于螺旋槽區(qū)及內(nèi)槽壩、外槽壩和高圓周角處的槽臺(tái)邊界附近,而在左右2個(gè)半臺(tái)區(qū)和內(nèi)外壩區(qū)分布較為稀疏。這表明,槽區(qū)內(nèi)部及特定邊界附近流量變化明顯,而在其他區(qū)域流量變化較小。由圖5(a)可知,Reynolds空化邊界下的低角度槽區(qū)的....

圖5不同空化邊界下的計(jì)算域徑向流量場(chǎng)分布

圖6示出了不同空穴壓力對(duì)液膜承載能力、總摩擦扭矩及空穴區(qū)摩擦扭矩的影響,這可為空穴壓力pc大小選擇提供參考。由圖6(a)可知,空穴壓力pc一定時(shí),內(nèi)槽型液膜密封的承載能力與λ=1/2的中槽型液膜密封相應(yīng)值基本相近。對(duì)于中槽型液膜密封,其液膜承載能力隨λ的增加而增大,且增幅明顯增加....

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