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双电层电粘度对薄膜润滑影响的试验研究与数值分析

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机械工程学报 2004年第5期40卷 34-38页

作者：白少先黄平毕南理工大学机械工程学院广州510640

由于固液界面处存在双电层,理论和试验研究都表明该效应对薄膜润滑有较为明显的影响。首先,利用自行设计的外加电场重构双电层装置进行了组合滑块水润滑试验,结果分析表明:双电层所引起的电粘度效应对流体润滑中摩擦因数有明显影响,另... 详细信息

由于固液界面处存在双电层,理论和试验研究都表明该效应对薄膜润滑有较为明显的影响。首先,利用自行设计的外加电场重构双电层装置进行了组合滑块水润滑试验,结果分析表明:双电层所引起的电粘度效应对流体润滑中摩擦因数有明显影响,另外当摩擦副的材料不同时,摩擦因数的变化规律不同。然后,又对KCl(氯化钾)溶液进行了组合滑块试验,进一步研究了离子浓度对电粘度效应的影响,在不同速度和溶液浓度的工况下,对摩擦因数进行了测量。结果表明:低浓度溶液使摩擦因数明显增加,浓度高时摩擦因数减小;随着速度的增加,双电层效应对摩擦因数的影响减小。最后,对试验工况进行了数值分析。

关键词：双电层电粘度摩擦因数外电场

高速气流阻塞效应对倾斜微孔端面密封动压特性的影响

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摩擦学学报 2017年第6期37卷 806-813页

作者：谢静白少先浙江工业大学机械工程学院浙江杭州310032

以倾斜椭圆微孔端面为研究对象,考虑出口阻塞效应和入口压力损失,对高速气流润滑密封动压特性展开理论研究.采用数值方法重点分析不同密封压力、转速等操作参数和端面宽度等几何参数以及方向因子、倾斜角、孔深及面积比等微孔几何参数下... 详细信息

以倾斜椭圆微孔端面为研究对象,考虑出口阻塞效应和入口压力损失,对高速气流润滑密封动压特性展开理论研究.采用数值方法重点分析不同密封压力、转速等操作参数和端面宽度等几何参数以及方向因子、倾斜角、孔深及面积比等微孔几何参数下,阻塞效应对开启力和泄漏量等密封特性参数的影响规律.结果表明:入口压力损失使入口处压力降低,出口阻塞效应使出口处压力抬升,导致端面开启力和泄漏量降低.随着转速和密封压力的增加,阻塞效应增强,与强制压力边界下的值相比,当密封压力为10 MPa,转速为50 000 r/min时,开启力降低可达5%以上,泄漏量可降低67%以上.当孔深取2~4μm,微孔倾斜角取20°~40°时较易获得优异的动压开启性能.

关键词：倾斜椭圆微孔端面气膜密封阻塞效应动压效应

倾斜椭圆微孔端面上游泵送气体密封流体动压特性

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摩擦学学报 2017年第2期37卷 233-239页

作者：谢静白少先浙江工业大学机械工程学院浙江杭州310032

对倾斜椭圆微孔上游泵送气体密封的流体动压特性开展研究,对转速、密封压力、密封间隙等不同操作参数和方向因子、倾斜角、孔深以及面积比等微孔参数对密封端面动压开启力和泄漏量进行了数值分析.结果显示:倾斜椭圆微孔上游泵送气体密... 详细信息

对倾斜椭圆微孔上游泵送气体密封的流体动压特性开展研究,对转速、密封压力、密封间隙等不同操作参数和方向因子、倾斜角、孔深以及面积比等微孔参数对密封端面动压开启力和泄漏量进行了数值分析.结果显示:倾斜椭圆微孔上游泵送气体密封可产生明显的流体动压效应,文中计算条件下动压效应使得开启力的增幅可达50%;高速条件下,倾斜椭圆微孔上游泵送气体密封可形成完全的反向泄漏.

关键词：倾斜椭圆微孔上游泵送反向泄漏动压效应

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液体密封端面倾斜椭圆孔上游泵送特性

摩擦学学报 2019年第1期39卷 10-16页

作者：白少先宋源森浙江工业大学机械工程学院浙江杭州310032

气液异相介质隔离密封的实现有赖于密封端面几何型槽的上游泵送特性,为探索多孔端面实现液封气密封的设计途径,对液体密封端面倾斜椭圆孔上游泵送特性开展研究.考虑空化效应,采用有限差分方法对转速、密封间隙、密封压力等操作参数和孔... 详细信息

气液异相介质隔离密封的实现有赖于密封端面几何型槽的上游泵送特性,为探索多孔端面实现液封气密封的设计途径,对液体密封端面倾斜椭圆孔上游泵送特性开展研究.考虑空化效应,采用有限差分方法对转速、密封间隙、密封压力等操作参数和孔深、倾斜角、方向因子、孔数等结构参数对开启力和泄漏率的影响规律进行了数值分析.结果显示:液体润滑条件下端面倾斜椭圆孔可产生明显的上游泵送效应,增加周向孔数和方向因子可实现被密封介质的完全零泄漏,同时可产生明显的流体动压效应使端面开启力提高50%以上.文中密封压力条件下,孔深取5～10μm,倾斜角取45°,周向孔数大于80,方向因子大于3时,密封可实现完全反向泵送,反向泄漏率的增加与随着孔数、方向因子和孔深的增加而增加.

关键词：端面密封液体润滑椭圆孔上游泵送空化效应

深槽表面气体静压润滑低Reynolds数层流节流效应实验研究

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摩擦学学报 2015年第3期35卷 249-253页

作者：丁少鹏白少先浙江工业大学机械工程学院浙江杭州310032

气体介质在润滑间隙流动过程中,沿气体流动方向开设的表面矩形深槽结构内部产生旋涡阻碍气体流动,形成节流效应.通过矩形深沟槽表面静压润滑实验,开展深槽表面和光滑表面的流量特性对比测试,研究了低Reynolds数层流状态下深槽表面间隙... 详细信息

气体介质在润滑间隙流动过程中,沿气体流动方向开设的表面矩形深槽结构内部产生旋涡阻碍气体流动,形成节流效应.通过矩形深沟槽表面静压润滑实验,开展深槽表面和光滑表面的流量特性对比测试,研究了低Reynolds数层流状态下深槽表面间隙的气体节流效应.结果表明:深槽表面产生显著的节流效应,并且随Reynolds数增加而增强;在低Reynolds数层流状态下,深槽表面可以产生节流效应,但是节流效应强度不稳定,当处于完全湍流状态时,节流效应维持定值;间隙尺寸、槽深等结构参数对节流效应影响明显.

关键词：气体润滑节流效应层流流动

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氟橡胶O型圈低压气体密封黏滞摩擦特性实验

摩擦学学报 2014年第2期34卷 160-164页

作者：马春红白少先康盼浙江工业大学机械工程学院浙江杭州310032 吉林大学仪器科学与电气工程学院吉林长春130012

开展了低气体密封压力条件下的氟橡胶O型圈低压黏滞摩擦特性实验研究.对氟橡胶O型圈与不锈钢2Cr13摩擦副的摩擦力的时变曲线进行测量,重点分析了密封压力、O型圈压缩率和滑动速度对O型圈黏滞摩擦力的影响规律.结果表明:随压缩率的增加,... 详细信息

开展了低气体密封压力条件下的氟橡胶O型圈低压黏滞摩擦特性实验研究.对氟橡胶O型圈与不锈钢2Cr13摩擦副的摩擦力的时变曲线进行测量,重点分析了密封压力、O型圈压缩率和滑动速度对O型圈黏滞摩擦力的影响规律.结果表明:随压缩率的增加,氟橡胶O型圈摩擦力增加,并呈现出明显的回弹特征,即滞后摩擦力增加且释放时间增加;随着密封压力的增加,其所受最大静摩擦力、滑动摩擦力与滞后摩擦力均呈现非线性变化,且存在一极大值;减小往复运动速度,摩擦力数值增大,但摩擦力极值对应的密封压力值变小.

关键词：气体密封 O型圈黏滞特性摩擦力

环瓣式浮环密封表面瑞利台阶型槽气体润滑动压特性

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推进技术 2022年第2期43卷 142-148页

作者：仰宏伟白少先浙江工业大学机械工程学院浙江杭州310032

为提高密封气膜的开启能力以满足长寿命设计要求,基于气体润滑理论研究了环瓣式浮环密封表面瑞利台阶型槽的动压特性。采用有限差分方法,数值计算了密封气膜压力分布和动压效应,分析了操作参数和型槽几何参数对密封气膜压力和泄漏率的... 详细信息

为提高密封气膜的开启能力以满足长寿命设计要求,基于气体润滑理论研究了环瓣式浮环密封表面瑞利台阶型槽的动压特性。采用有限差分方法,数值计算了密封气膜压力分布和动压效应,分析了操作参数和型槽几何参数对密封气膜压力和泄漏率的影响规律。结果表明,表面瑞利台阶型槽可以产生明显的气体润滑动压效应,可使得密封气膜平均压力和泄漏率分别增加38.6%和10.3%;型槽几何参数对动压效应影响明显,槽宽、槽数和槽深的增加均可使气膜平均压力增加;随着槽宽和槽数半径比的增加,无量纲平均压力先增加后减小。

关键词：环瓣式浮环密封气体润滑瑞利台阶型槽动压特性型槽参数

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薄膜润滑中双电层效应影响分析

润滑与密封 2005年第1期30卷 12-14页

作者：白少先黄平华南理工大学机械工程学院广东广州510640

根据Poisson Boltzmann双电层理论, 详细推导了润滑区中双电层产生的流动电场, 并进一步建立了考虑双电层电粘度效应的薄膜润滑数学模型。然后, 对润滑中双电层效应进行了数值分析, 对不同的电粘度公式进行了比较, 结果表明薄膜润滑中,... 详细信息

根据Poisson Boltzmann双电层理论, 详细推导了润滑区中双电层产生的流动电场, 并进一步建立了考虑双电层电粘度效应的薄膜润滑数学模型。然后, 对润滑中双电层效应进行了数值分析, 对不同的电粘度公式进行了比较, 结果表明薄膜润滑中, 双电层的电粘度效应使流体粘度显著增加, 同时润滑膜厚也明显增加。

关键词：薄膜润滑电粘度双电层流体粘度润滑膜膜厚数值分析效应增加影响分析

波度对高温螺旋槽端面密封气膜承载能力的影响

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工程热物理学报 2022年第4期43卷 898-906页

作者：乔阳王荣白少先浙江工业大学机械工程学院杭州310032

基于表面粗糙和波度假设,考虑接触摩擦热,建立了高温螺旋槽气体端面密封润滑分析模型,采用有限差分方法对气膜压力、温度分布和表面接触力进行了数值迭代求解,重点分析表面波度对气膜承载力和泄漏率的影响规律。结果表明:表面波度对螺... 详细信息

基于表面粗糙和波度假设,考虑接触摩擦热,建立了高温螺旋槽气体端面密封润滑分析模型,采用有限差分方法对气膜压力、温度分布和表面接触力进行了数值迭代求解,重点分析表面波度对气膜承载力和泄漏率的影响规律。结果表明:表面波度对螺旋槽密封气膜压力分布、承载能力和泄漏率影响明显,全膜润滑状态下表面波度使得气膜承载能力下降、泄漏率增加,在3~5μm膜厚设计区间内,表面波度波幅增加到0.8~1.5μm可使得气膜开启力下降5%,泄漏率增加50%以上;混合润滑或小膜厚状态下,接触摩擦热可导致明显的气膜温升,并且表面波度可使气膜承载能力和泄漏率增加;螺旋槽密封气膜承载能力和泄漏率随环境温度的增加均呈现单调增加的变化趋势,温升200 K条件下开启力、泄漏率的增幅均可达到10%。

关键词：螺旋槽端面气膜密封表面波度粗糙度摩擦热