一种求解转子密封系统动态特性系数改进方法

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1、第55卷第6期汽轮机技术V0l_55No．62013年l2月TURBINETECHNOLOGYDec．2013一种求解转子密封系统动态特性系数的改进方法王立滨，何洪军，荆建平(1哈尔滨汽轮机厂有限责任公司，哈尔滨150046；2上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室，上海200240)摘要：通过在单控制体模型的基础上对所得到的控制方程进行修正和简化，从而得到了一种改进地求密封系统动态特性系数的一种非线性方法。该方法分别求出腔室压强和气流速度的稳态和瞬态部分，然后再将其带人控制体的控制方程，结合转子在不同转速下密封力的表达式便可求得转子密封系统动态特性系数。通过数值方法表可得到在任何条件下转

2、子密封系统的动态特性，为进一步研究转子密封系统提供了理论参考。关键词：单控制体；非线性；迷宫密封；动态特性分类号：TH113文献标识码：A文章编号：1001-5884(2013)06-0411-04AnImprovedNonlinearMethodforSolvingDynamicCoefficientsoftheRotor．SealSystemWANGLi—bin，HEHong-jun，JINGJian-ping(1HarbinTurbineCompanyLimited，Harbin150046，China；2TheStateKeyLaboratoryofMechanicalSystema

3、ndVibration，ShanghaiJiaoTongUniversity，Shanghai200240，China)Abstract：Animprovednonlinearmethodrevisedandsimplifiedisproposedbasedoncontrolequationsoftheone-controlvolumeforsolvingthedynamiccoeficientsoftherotor-sealsystem．Thesteadyandtransientpartsofthepressureandflowvelocitycanbegivenrespectivelyf

4、oreachcavity．ThedynamiccoefficientsCanbesolvedbycombingsubstitutingthesteadyandtransientpartsintocontrolequationswithobtainingsealforceexpressionatdiferentrotorspeeds．Thedynamiccoeficientsoftherotor·sealsystemcanbeobtainedatdiferentconditionsaccordingtonumericalmethods．Thispaperputsareferencetofurt

5、herresearchrotor·sealsystem．Keywords：one—controlvolume；nonlinear；labyrinth；dynamiccharacteristics流体平均(总体流动)周向流速，通过泄漏方程定义轴向流0前言速。该模型考虑了周向流动这一重要因素，称为单控制体模型(one—contro—volumeMode1)。随后，Childs和Scharrer补气流激振力一直是转子密封系统研究的重要对象，气流充考虑了间隙面积变化的情形，修正并完善了单控制体模力的产生一般是转子的小偏心或挠动等引发的。为了消除型．4I5j。此后，不少研究者对单控制体模型做了各种修正

6、，这一气流力，迷宫密封被广泛用于透平机械中，目的是将高以适应不同应用。然而实验研究表明，单控制体模型不能准压气经过一个腔而变成低压气。特别是现在高功率高转速确描述迷宫密封内的流体流动状况。为更准确地反映密封的旋转机械中迷宫密封应用的更加广泛。因此，如何描述这腔内流场的流动特性，WySSmann于1984年首次提出了双控一气流激振力是很多学者研究的课题和目标。Thomas和制体模型(Two—Control—VolumeMode1)理论，随后Childs等人Alford基于叶轮的局部效率损失提出了间隙激振的概念⋯，针对双控体控制模型做了很多相关的研究和工作J。国内认为间隙气体激振力是由于转子在间

7、隙中偏置时引起的，在外很多学者针对密封力模型做了相关研究，但大多都是停留习惯上把此力叫做Aford力，基于此得出了线性的Aford在对Muszynska模型和双控制模型的运用，而Muszynska模力。在Thomas和Alford的基础上提出了Muszynska密封力模型，此模型是一种非线性模型，但是经过多方面的研究和实型在大的偏心时不能很好地描述其运动特征。根据以上所验发现Muszynska模型对较大的偏心