螺旋槽干气密封微尺度气膜的非线性热流体力学

摘要

随着对干气密封性能研究的不断深入,干气密封的应用逐步走向极端工况,大压降引起的温度耗散产生的温升影响了气膜流动规律,密封端面的热弹变形导致了气膜厚度的变化,由此引发了干气密封气膜微尺度热流体力学问题的研究.本项目旨在揭示干气密封系统非线性热动力学行为,为优化设计、稳定控制及故障诊断提供理论基础.建立干气密封螺旋槽内微间隙气膜的二阶速度滑移边界条件的物理模型，并与N-S方程联立推导出修正型广义雷诺方程。继而用PH线性化方法、迭代法对非线性雷诺方程近似求解，揭示了螺旋槽干气密封性能规律，进而构建泄漏量与刚度、耗散的协调优化目标函数，获得微尺度下的优化模型和螺旋槽干气密封结构的最优尺寸。