基于F-K滑移流模型的柱面微槽气浮密封浮升能力分析

作     者：陆俊杰 张炜 马浩 LU Junjie;ZHANG Wei;MA Hao

作者机构：浙江大学宁波理工学院机械与能源工程学院浙江宁波315010 哈尔滨商业大学轻工学院黑龙江哈尔滨150028 

出 版 物：《化工学报》 (CIESC Journal)

年 卷 期：2021年第72卷第8期

页      面：4267-4278页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 0802[工学-机械工程] 0703[理学-化学] 

基　　金：国家自然科学基金项目(51905480) 宁波“科技创新2025”重大专项(2020Z112,2018B10006) 宁波市自然科学基金项目(2019A610161,202002N3082)。 

主　　题：滑移流模型 螺旋槽 气膜 柱面密封 润滑性能 

摘      要：由于气浮密封薄膜引发的滑移流现象频发,本文针对一种新型柱面螺旋槽气浮密封,基于线性化Boltzmann方程(F-K模型),引入流量因子,建立稀薄气体润滑的F-K滑移流模型。采用高精度八点差分法和Newton-Raphson迭代法求解气膜压力,解决了表面槽-台阶跃、径向偏心与极薄气膜三者耦合下对求解发散和计算精度的影响。将计算结果与现有研究对比,并考察了气体滑移流效应与运行参数的内在关联,研究结果验证了新型柱面螺旋槽气浮密封在高速、低压、小膜厚和大偏心下具有较为明显的滑移流效应;此外,虽然槽深、槽数和槽长的增加提高了气膜浮力,但是增强了槽内滑移流动的响应。研究结果为拓宽动压密封应用范围提供理论了基础。