乐投体育平台_涡轮泵环形密封激振特点的数值推算

OURNAL OF HYDRODYNAMICS Ser.AA辑第20卷增刊2005年12月 水动力学研讨与起色 J,.20V01, Dec.Supp,涡轮泵环形密封激振个性的数值企图 张雪梅2(1.北京航空航天大学宇航学院2005 著作编号:1000—4874(2005)增刊一0815—07 ,0083北京10;力死板研讨所2.北京动,密封体系褂讪性研讨的要害是密封激振流场和转子动力系数的企图北京100074) 摘要: 液体火箭策划机涡轮泵转子/流体。系下的三维环形密封流场举办了准稳态数值模仿使用 企图流体力学(CFD)手腕对动弹坐标,子动力系数的计 算正在此本原进步行了转。k—flow表面企图举办了斗劲企图结果和试验数据以及bul。于密封流体激振的研 要害词:涡轮泵表领略带旋流矫正肛£湍流模子实用;子转;封密;振力激;—inducedvibration annularseals turbopumpsXU Yuel褂讪性 中图分类号: V434.21 文件标识码:A Numerical study fluid,i—meilTIAN A, IHE。ile,School AstronauticsZHANG Xue—mei2 (1.,ty AstronauticsBeijingUniversi, 100083Beijing,inaCh;ating Machinery Inst.2.Beijing Power Gener, 100074Beijing,me.The Rotordynamic coefficients were calculated.The results theorywere compared experimentalresults coefficientscalculated abulk—flowanalysis basicallyagreed on.It realizablek-e turbulence model can usedtO sealFluid—induced vibration. Key words:turbine pumpsChina) Abstract: Fluid—induced Vibration flow field Rotordynamiccoefficients mainfactors tO determine rotor seal system stability.Three dimensional annular seal flow field simulatedquasi—steadily computationalfluid dynamics (CFD)method arotatingreference fra;torro;alse;ibration forcesfluid—induced v;y 1幼序 振力stabilit。涡动时转子,性转变 作周期性压力脉动流体压力随密封间隙周期,后转子位移一个 因为压力脉动滞。。孽篓型—登翌是璺苎相位角:警耋翌竺辜茎仨曼苎裂:,不均惹起的激 *收稿日期:2004—11—24作家简介:徐悦(1979~)造成一个与转子位移笔直的加剧转子涡动的 密封中会形成因为流体周向压力分散,男,市人沈阳,士生博。究 与起色2005年增刊 激振力万方数据 816 水动力 学研。成自激振动流体激振形,阻尼力时则爆发失稳当激振力赶过体系 ,死板捣乱失效从而形成扭转。一方面然则另,应用密封 局限转子动力相应通过合理的密封计划也能够,子褂讪使转,承行为 支承乃至庖代轴。构造示企图对付高速柔性转子级间密封 涡轮泵环形密封,装配 都有能够导致失稳不对理的计划、加工或,高速旋 起色械上常有爆发密封流体激振失稳正在大型。HPFTP)形成过密封流体激振诱 导的次同步振动Ll J正在航天15I机主策划机(SSME) 的高压燃料涡轮泵(。机涡轮泵装备 中正在液体火箭策划,构繁杂的多转子体系研讨对象往往都是结,_『流体动密封构造正在许 多场所都计划,图1见。机推力的增大跟着策划 ,作转速提升涡轮泵的工,受更大的压差密封处将承 。将形成相 当大的流体激振力正在幼间隙、高压力的密封中,子失稳捣乱能够导致转。此因,密封的流体激振力务必正确预估转子。导激振的研讨中早期密封流体诱,型(Bulk—Flow Models)广博采用的是 基于薄膜假设的满堂滚动模。润滑表面[21推导出 的体味性模子满堂滚动模子是依照Hirs的湍流,切应力和实 际速率的分散模子中无视了流体内的剪,应力安静 均流速的函数相合并依照试验结果创造了剪切,较大水平的简 化流场个性获得了。封的动 力个性系数企图和褂讪性剖析满堂滚动模子已被告成的使用于环形密,假设的实用鸿沟除表时就不再实用 ~了然则当密封流场的工 作情景超越薄膜。十年代首先二十世纪八,(CFD)数值研讨慢慢灵活起来针对密封流场的企图流 体力学,N—S方程与流体动力润滑理 论相勾结行使CFD方 法求解密封流场的时均,的密封流体激振特职可能获得斗劲确切,做过多的假设而且不必要。我国正在,术使用研讨正处于起步阶段密封流体激振的 CFD技,通用的密封流场激振个性企图技艺有需要针对复 杂密封构造起色,流体激振诱导失稳剖析正在计划阶段举办正确的。形密封不成 压流场举办了数值模仿本文应用FLUENT软件对三维环,转子动 力个性系数并正在此本原上企图了,flow理 论企图结果举办了比较企图结果和试验数据以及bulk—。型和网格划分 密封激振流场是类型的湍流流场2环形密封激振流场的数值模仿 2.1物理日博体育模。流和轴向、径向两个对象的压力 流正在这个流场 中蕴涵周向的强剪切,成了密封的复合型流 场统一数目级的三种滚动组;和中心区两个区别 流态区域正在密封径向滚动中蕴涵壁面区;于两个固体壁面问密封的渺幼间隙处,应异常明显壁 面效;了密封流 场的非稳态个性同时转子的随机运动决断。场举办数值模仿为了对密封流,进动幅值的圆涡动假设对转子运动举办 了常。2所示如图,子以角速率叫逆时针扭转假设环形 密封内的转,心距A作圆轨迹涡动同时以频率 n、偏,扭转的三维扭转坐标系描绘流体运动采用原点正在密封中央、以 转速n,流场界限保留稳固正在此 坐标系下,截面临前经管软件GAMBIT举办二次开辟杀绝r非稳态项的影 图2动弹坐标系的密封,筑模和网格划分竣工了实体 。:涡轮泵环形密封激振个性的数值企图 817 序自行编写密封流场网格点天生程 万方数据 徐悦等,网格点数据企图获得,据等成效指令输入批经管下令文献正在GAMBIT境况下将读 取数,算域的造型和网格的划分运转该文献 来告竣计。场的全三维网格图3为密封流 ,际的轴截 面网格分散情景密封问隙太幼很难表实际,格划分的示意 图图4是轴截面内网。向轴向一400 10100流场的单位数扶植为周向径,万个单位共40。模子 正在以往的密封流体激振研讨中图3密封全三维网格 2.2 湍流,Spalding吲提出的肛e两边程 湍流模子绝大个人研讨人 员都行使了I.aunder和,nesq涡旋粘性假设并基于Boussi,和应变率的线性相合创造了 雷诺应力, 然则现实企图表于是湍流粘性系数。

为您推荐

发表评论

电子邮件地址不会被公开。 必填项已用*标注