液体密封压力差对转子系统动力学性能的影响.pdf

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1、2010年11月润滑与密封NOV．2010第35卷第11期LUBRICAT10NENGINEERINGVo1．35No．11液体密封压力差对转子系统动力学性能的影响袁振伟王三保岳希明李志农褚福磊(1．郑州大学化工与能源学院河南郑州450052；2．清华大学精密仪器与机械学系北京100084)摘要：利用数值方法，通过求解基于Bulk—flow模型的液体动压环状密封控制方程，得到不同密封压力差下液体动压环状密封的动力特性系数。结合密封的流体动反力模型，建立考虑液体动压环状密封动力学特性的系统运动方程，通过理论分析导出表征系统动力学性能的模态阻尼与频率、振幅对数衰减率以及动力

2、放大系数等的解析表达式，并计算分析密封压力差对转子系统动力学性能的影响。结果表明：正、反向涡动模态阻尼和正、反向涡动的振幅对数衰减率均随密封压力差的增加而增大，动力放大系数随密封压力差的增加而减小，而正、反向涡动模态频率先随密封压力差的增大而减小，达到最小值后又随密封压力差的增加而增大。关键词：转子系统；动力学性能；液体动压环状密封；密封压力差中图分类号：TH113文献标识码：A文章编号：0254—0150(2010)11—004—5InfluencesofLiquid．sealHeaddropontheDynamicPropertiesofaRotorSystemYu

3、anZhenweiWangSanbaoYueXimingLiZhinongChuFulei(1．SchoolofChemicalEngineeringandEnergy，ZhengzhouUniversity，ZhengzhouHenan450052，China；2．DepartmentofPrecisionInstrumentsandMeehanology，TsinghuaUniversity，Beijing100084，China)Abstract：Thedynamiccoeficientsofagivenliquidannularsealunderdifferen

4、theaddropswereobtainedbynumerical·lysolvingthegoverningcontrol—volumeequationsbasedonbulk—flowmode1．Equationsofmotionofthesystemconsideringtheseal’Sdynamicpropertieswereestablishedbyintegratingthefluiddynamicreaction—forcemodeloftheliquidannularsealintothedynamicmodelofthesystem．Theanaly

5、ticalexpressionsofmodaldampingandfrequency，logarithmicdecre—mentanddynamicmagnificationfactor，whichrepresentthedynamicpropertiesofthesystem，wereobtainedbytheoreticalanalyses．Theinfluencesofliquid—sealheaddroponthedynamicpropertiesoftherotorsystemwerediscussed．Theresultsshowthat，forbothfo

6、rwardandbackwardwhirlsofarotor．withtheincreaseoftheheaddrop．themodaldampingandloga—rithmicdecrementincrease，thedynamicmagnificationfactordecreases，andthemodalfrequencygoesdownatfirst，thengetstoaminimumvalue，andgoesupafterward．Keywords：rotorsystem；dynamicproperties；liquidannularseal；headd

7、rop液体动压环状密封是转子系统的典型流固耦合元合元件动反力的变化，进而产生流体激振，导致系统件，工作时会表现出自身特有的流固耦合动力学特振动进一步加剧。性，对系统的动力学性能产生重要影响。这些流固耦以往的研究主要集中在液体动压环状密封的动力合元件往往通过产生流体动反力对转子轴颈发生作学特性及其对转子系统的动力学性能的影响2个方用，而动反力的大小又往往与耦合元件与转子轴颈之面。早在1958年，Lomakin】’首先对泵的密封进行了间的间隙变化有关。转子不平衡、转轴弯曲、转轴不分析，解释了系统很大的主刚度项可能产生于泵的密对中等均会引起转子