密封耦合作用下流体激振特性研究-论文.pdf

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1、第35卷第3期噪声与振动控制、，0l35NO．32015年6月N0ISEANDVIBRLTIONC0NTROLJun．2015文章编号：1006—1355(2015)03—0112—05轴承／密封耦合作用下流体激振特性研究张万福，杨建刚2李春(1．上海理工大学能源与动力工程学院，上海200093；2．东南大学火电机组振动国家工程研究中心，南京210096)摘要：以转子一轴承一密封系统为对象，建立轴承／密封耦合作用对系统动力特性影响的有限元模型。分别应用有限差分和CFD方法对轴承、密封动力特性系数进行求解。理论研究表明密封对转子不平衡响应的影响主要

2、集中在共振区域。通过在密封入口引入负预旋可以提高系统的稳定性，密封气流力对系统稳定性影响随转速的升高也越来越大。通过选择合适的轴承型式可以补偿密封气流力对系统稳定性带来的不利影响。试验发现随着转速增加，试验转子在5000r／min附近时开始出现比较明显的半频分量，而且随着转速继续增加，半频分量的幅值变大。密封流体激振力的存在促进轴承内油膜失稳故障发生，影响系统稳定性。关键词：振动与波；密封；流体激振；轴承；计算流体力学；稳定性中图分类号：TK263文献标识码：ADOI编码：10．3969／j．issn．1006．1335．2015．03．024R

3、esearchonFluid．inducedVibrationCharacteristicsunderCouplingEffectofBearingsandSealsZHANGWan-fu，YANGJian-gang，Chun(1．SchoolofEnergyandPowerEngineering，UniversityofShanghaiofScienceandTechnology,Shanghai200093．China；2．NationalEngineeringResearchCenterofTurbo—generatorVibration，

4、SoutheastUniversity,Naniing210096．China1Abstract：Finiteelementmodelofarotor-bearing—sealsystemwassetuptostudytheinfluenceofthecouplingefectofbearingsandsealsonthesystemcharacteristics．FinitediferencemethodandCFDmethodwereemployedtoobtainthedynamiccoeficientsofthebearingsandse

5、als．Theoreticalstudiesshowthatthesealhasalargeinfluenceonthesynchronousresponseoftherotorintheresonantregion．Negativepreswirlattheinletofthesealtendstoimprovethesystemstability．Influenceofthesealforceonthesystemstabilitybecomesmoreandmoreseriouswiththeincreasingoftherotatings

6、peed．ResultsalsoshowthatthedetrimentalinfluenceofthesealCanbecompensatedbyusingsuitablebearings．Testresultsshowthatthesubsynchronousvibrationappearsatabout5000r／min，anditbecomeslargerandlargerwiththeincreasingoftherotatingspeed．Theexistenceofthesealforcetendstopromotetheoccur

7、renceofinstabilityfaultsinbearingsandafectthesystemstability．Keywords：vibrationandwave；seal；fluid-inducedvibration；bearing；computationalfluiddynamics(CFD)；stability收稿日期：2014—04—25密封是大型旋转机械抑制流体泄漏的关键部基金项目：国家自然科学基金项目件。近年来随着机组向大容量、高参数方向发展，越(11402148；51275088：51176129)来越多的不稳定振动故障相

8、继被报导于汽轮机高中作者简介：张万福，男，河南固始人，博士生，主要研究方向：转子动力学、流体激振研究。压缸中。转子的稳定性往往受轴承和密