首先,建立了熱變形下氣膜-密封環(huán)系統(tǒng)角向擺動動力學模型,考慮熱變形對特例下的氣膜溫度場分布的影響,計算密封環(huán)變形量,用Maple軟件擬合得到變形后的氣膜厚度,繼而對角向剛度和阻尼進行擬合,得到了系統(tǒng)非線性受迫振動方程包含二次項、三次項,通過計算Floquet指數(shù),對系統(tǒng)進行穩(wěn)定性分析,求解Melnikov函數(shù)研究了系統(tǒng)產生混沌運動的條件,得知外激勵大小不變時,動力系統(tǒng)發(fā)生混沌運動的難易程度與阻尼大小呈負相關關系,求解出能夠使系統(tǒng)穩(wěn)定運行的螺旋角范圍。當螺旋角為75°10￠43￠時系統(tǒng)發(fā)生Hopf分岔,結果表明,考慮熱變形時,混沌現(xiàn)象及螺旋角的范圍較不考慮熱變形時有一定變化,即熱變形對系統(tǒng)的穩(wěn)定運行有一定影響,結果對干氣密封系統(tǒng)優(yōu)化有指導作用。然后,給定相關結構參數(shù),分別改變槽深、介質壓力、轉速,研究這些結構參數(shù)單一變化時對密封環(huán)間隙中氣膜溫度的影響:隨著槽深度增加,氣膜溫度呈現(xiàn)較小趨勢;隨著介質壓力增大,氣膜溫度呈現(xiàn)減小趨勢;隨著轉速增加氣膜溫度呈現(xiàn)增大趨勢。再次,建立了密封環(huán)角向擺動力變形動力學模型,給出密封環(huán)變形計算方程,給定相應邊界條件,求解相關參數(shù),得出密封環(huán)的力變形狀況,繼而... 

【文章頁數(shù)】：67 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究意義
    1.2 國內外研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢
        1.2.1 國內外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 國內外專利申請現(xiàn)狀
        1.2.3 尚存在的問題
        1.2.4 目前主要研究方向
    1.3 本文主要研究內容
    1.4 本文的創(chuàng)新點和需解決的關鍵性問題
        1.4.1 課題的創(chuàng)新點
        1.4.2 課題需解決的關鍵性問題
第2章 螺旋槽干氣密封基本理論
    2.1 干氣密封工作原理及受力分析
        2.1.1 工作原理
        2.1.2 受力分析
    2.2 螺旋槽干氣密封的主要參數(shù)
    2.3 干氣密封系統(tǒng)氣膜動壓解析式近似計算
        2.3.1 N-S方程簡化
        2.3.2 微尺度效應的雷諾方程
        2.3.3 無量綱柱坐標雷諾方程及邊界條件
        2.3.4 邊值問題近似解析式
第3章 熱變形下干氣密封系統(tǒng)角向擺動非線性穩(wěn)定性及混沌運動
    3.1 基本方程的建立
    3.2 熱力過程下氣膜厚度計算
        3.2.1 氣膜溫度場計算
        3.2.2 氣膜厚度計算
    3.3 非線性氣膜剛度以及氣膜阻尼的擬合
    3.4 Floquet指數(shù)為準則的失穩(wěn)分析
        3.4.1 方程簡化
        3.4.2 對自由振動方程求解
        3.4.3 用Floquet指數(shù)研究系統(tǒng)分岔問題
        3.4.4 用Melnikov方法研究系統(tǒng)的混沌問題
        3.4.5 研究系統(tǒng)分岔問題的螺旋角范圍
        3.4.6 無熱彈變形時系統(tǒng)分岔問題的螺旋角范圍
    3.5 本章小結
第4章 螺旋槽干氣密封相關參數(shù)對氣膜溫度場的影響
    4.1 改變槽深對氣膜溫度場的影響
    4.2 改變介質壓力對氣膜溫度場的影響
    4.3 改變轉速對氣膜溫度場的影響
    4.4 本章小結
第5章 力變形下干氣密封系統(tǒng)角向擺動非線性穩(wěn)定性分析
    5.1 建立基本方程
    5.2 求解支座所在位置
    5.3 確定邊界條件
    5.4 求解密封環(huán)力變形
    5.5 計算氣膜厚度
    5.6 非線性氣膜剛度以及氣膜阻尼的擬合
    5.7 Floquet指數(shù)為準則的失穩(wěn)分析
        5.7.1 方程簡化及求解自由振動方程
        5.7.2 用Floquet指數(shù)研究系統(tǒng)分岔問題
    5.8 研究系統(tǒng)分岔問題的螺旋角范圍
    5.9 無力變形時系統(tǒng)分岔問題的螺旋角范圍
    5.10 結論
    5.11 本章小結
第六章 熱力變形下干氣密封系統(tǒng)軸向振動非線性分析
    6.1 建立軸向振動方程
    6.2 熱變形下系統(tǒng)軸向振動穩(wěn)定性分析
        6.2.1 熱變形下氣膜剛度以及阻尼擬合
        6.2.2 簡化方程
        6.2.3 求解Floquet指數(shù)研究分岔問題
        6.2.4 求解系統(tǒng)分岔問題的螺旋角范圍
    6.3 力變形下系統(tǒng)軸向振動穩(wěn)定性分析
        6.3.1 力變形下氣膜剛度以及阻尼擬合
        6.3.2 簡化方程
        6.3.3 求解系統(tǒng)分岔問題的螺旋角范圍
    6.4 本章小結
結論與展望
參考文獻
致謝
附錄A 攻讀學位期間所發(fā)表的學術論文目錄


【參考文獻】：
期刊論文
[1]干氣密封技術專利現(xiàn)狀分析[J]. 李雷雷,韓婷.  當代化工研究. 2017(06)
[2]干氣密封技術國產化的應用與發(fā)展[J]. 王國舉,張賀.  四川化工. 2017(03)
[3]熱耗散變形下干氣密封系統(tǒng)軸向振動穩(wěn)定性分析[J]. 丁雪興,陸俊杰,劉勇,張英杰.  振動工程學報. 2016(01)
[4]螺旋槽干氣密封微尺度氣膜的溫度場計算[J]. 丁雪興,劉勇,張偉政,張英杰.  化工學報. 2014(04)
[5]干氣密封系統(tǒng)角向擺動非線性穩(wěn)定性分析[J]. 韓明君,李有堂,朱麗,丁雪興,俞樹榮.  應用力學學報. 2013(04)
[6]干氣密封氣膜-密封環(huán)系統(tǒng)角向擺動的失穩(wěn)分析[J]. 韓明君,李有堂,朱麗,丁雪興,俞樹榮.  北京工業(yè)大學學報. 2012(11)
[7]干氣密封螺旋槽內潤滑氣膜的熱力過程[J]. 韓明君,李有堂,蘇虹,丁雪興,俞樹榮.  排灌機械工程學報. 2012(04)
[8]干氣密封系統(tǒng)軸向非線性動力穩(wěn)定性[J]. 韓明君,李有堂,朱麗,丁雪興,俞樹榮.  化工機械. 2012(03)
[9]干氣密封發(fā)展概況及其特性分析[J]. 劉飛,朱維兵.  機械設計與制造. 2010(11)
[10]干氣密封與傳統(tǒng)機械密封的性能比較[J]. 楊杰偉.  云南冶金. 2010(04)

博士論文
[1]熱流固耦合下的螺旋槽干氣密封特性及失穩(wěn)分析[D]. 韓明君.蘭州理工大學 2012
[2]干氣密封螺旋槽潤滑氣膜的穩(wěn)、動態(tài)特性研究[D]. 丁雪興.蘭州理工大學 2008

碩士論文
[1]螺旋槽干氣密封數(shù)值模擬及其槽形參數(shù)優(yōu)化[D]. 蔣小文.南京工業(yè)大學 2004



本文編號：3659175