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石墨纸密封间隙对气体泄漏量的影响

    圆周石墨纸的石墨纸密封间隙分为两部分,一部分是密封环加工精度产生的静态间隙,此间隙产生静态泄漏量;另一部分是本文所计算的动态间隙,此间隙产生动态泄漏量。已知石墨纸密封间隙时,假设通过密封面的气体流动为同心圆柱环形缝隙流动(图m)可根据式(8)计算气体泄漏量0式中:口为气体泄漏量;h;为密封副密封间隙,即图17中d,与d=间的间隙值;如为压差;拜为动力赫度;l为密封面宽度。将不同工况下分析得到的密封副石墨纸密封间隙值带入式(8)进行计算,即可得到不同工况下圆周石墨纸气体泄漏量的变化规律,见图18。可看出,气体泄漏量随石墨纸密封间隙的增加呈非线性增大,当石墨纸密封间隙超过10J后气体泄漏量呈倍数增长。可见,通过控制石墨纸密封间隙来控制泄漏量显得尤为重要。
    结合圆周石墨纸的使用情况和研究现状,基于ANSYS Workbench软件,提出了圆周石墨纸全尺寸三维动态仿真分析方法,并对圆周石墨纸的动态性能进行了分析,主要得出以下结论:
    (1)所提出的圆周石墨纸全尺寸三维动态仿真分析方法,能较好地反映动态条件下,尤其是转子涡动情况下密封环的动态特性。
    (2)转子涡动、弹簧弹力以及摩擦系数,均会对密封环的石墨纸密封间隙产生影响。
    (3)石墨纸密封间隙与气体泄漏量间的关系,可改变目前依靠经验值的设计现状,对圆周石墨纸环的弹簧力设计、结构设计等提供指导。
    (4)利用此方法可以仿真得到圆周石墨纸的动态间隙,进而得出气体动态泄漏量,可为圆周石墨纸结构设计、弹性元件设计等提供技术牵引,为圆周石墨密封的正向设计提供理论基础。www.hbxsmf.net

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