振动与冲击

作者：张伟政，席喜林，李水平，陆俊杰，丁雪兴

单位：兰州理工大学石油化工学院，甘肃 兰州 730050

关键词：干气密封；角向摆动；热耗散变形；螺旋角；稳定性；测试分析

干气密封系统角向摆动对密封端面造成磨损和影响密封的稳定性，本文通过数值求解和试验测试来探究密封角向摆动的稳定性规律。基于非线性振动理论，建立了气膜-密封环系统角向摆动模型，同时考虑热耗散变形对气膜厚度和刚度的影响。将气膜刚度和阻尼表示为含有摆角的多项式变量代入振动方程并设置无外激励，利用Floquet指数对非线性振动微分方程进行求解。在热耗散变形下的螺旋角为75°48ˊ32ˊˊ和无热耗散变形下的螺旋角为75°42ˊ55ˊˊ时，密封将会发生Hopf分岔，表明考虑热耗散变形下系统稳定运行时的螺旋角范围更大，热耗散变形对螺旋角和分岔点位置有一定影响。选取75°50ˊ和75°两种螺旋角测试热耗散变形下角向摆动对密封端面和泄漏量的影响，发现考虑热耗散变形下螺旋角75°50ˊ的干气密封端面擦痕严重，泄漏量不断增加，无法稳定，相比较螺旋角75°的泄漏量更大，说明热耗散变形对干气密封角向摆动有一定的影响，为干气密封的动态优化设计提供了理论指导。

来源：2018年第14期

《振动与冲击》期刊编辑部

查看振动与冲击杂志2018年第14期