迷宫密封临界稳定性研究

摘要

建立迷宫密封试验装置与数值分析模型,开展静态与动态稳定性分析,研究进口压力、转速及密封齿数对系统稳定性的影响,并以密封腔为单元对密封段转子受力进行分解,分析各密封腔对密封段转子整体切向气流力影响,提出“穿越齿数”与“临界稳定性”概念。研究表明:各密封腔对应转子切向气流力方向沿泄漏方向逐渐变化,并存在一个使切向气流力为零的穿越齿数。当密封齿数小于穿越齿数时,密封静态交叉刚度均为负值,且稳定性随转速与进口压力的提升而增加;当密封齿数大于穿越齿数时,密封静态交叉刚度均为正值,且稳定性随转速与进口压力的增加而降低;当齿数等于穿越齿数时系统处于临界稳定状态,切向气流力接近于零;转子涡动频率的增加将增大穿越齿数。