高壓圓盤氣體軸承邊界層對流換熱研究及應(yīng)用
發(fā)布時(shí)間:2024-06-03 05:13
高壓圓盤氣體軸承氣膜內(nèi)的氣流被加速至超音速,氣流溫度梯度大,氣流與軸承壁面間存在明顯的對流換熱,熱載荷對軸承圓盤變形的影響已不能忽略。因此,研究邊界層對流換熱特性,是進(jìn)一步研究軸承熱變形和設(shè)計(jì)軸承結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)。對軸承氣膜內(nèi)的流場進(jìn)行數(shù)值求解,分析氣膜間隙、供氣壓力及軸承半徑對氣膜邊界層的影響,結(jié)果表明:減小氣膜間隙、降低供氣壓力、增大軸承半徑,均可促進(jìn)氣膜邊界層的發(fā)展;邊界層完全發(fā)展后,主流被邊界層淹沒,氣流速度下降,使氣膜內(nèi)的壓力維持在較高水平,從而提高了氣體軸承的承載能力,并以此確定了軸承實(shí)驗(yàn)?zāi)P偷墓ぷ鲄?shù)。計(jì)算了軸承壁面與氣流間的對流換熱系數(shù),通過與Bartz公式計(jì)算結(jié)果的對比,驗(yàn)證了數(shù)值計(jì)算結(jié)果的可靠性。分析了供氣總壓、總溫對對流換熱系數(shù)的影響,結(jié)果表明:增大供氣總壓時(shí)對流換熱系數(shù)增大,增大供氣總溫時(shí)對流換熱系數(shù)減小。分析了對流換熱系數(shù)的分布特征,結(jié)果表明:隨著軸承半徑的增加,氣流雷諾數(shù)下降,對流換熱系數(shù)總體趨于下降趨勢;氣流速度由超音速下降至亞音速是造成對流換熱系數(shù)局部快速下降的原因;氣膜內(nèi)邊界層交匯是造成對流換熱系數(shù)局部增大的原因。計(jì)算了軸承在壓力載荷和熱載荷共同作用下的變形...
【文章頁數(shù)】:88 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
本文編號:3988229
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【部分圖文】:
圖1.1高壓圓盤氣體軸承結(jié)構(gòu)
0-旋轉(zhuǎn)軸線;1-上工作圓盤;2,7-供氣部件;3,6-供氣孔;4,5-收縮段;8-下工作圓盤;9-氣體潤滑膜圖1.1高壓圓盤氣體軸承結(jié)構(gòu)氣體的粘度系數(shù)小,主流區(qū)域可以視為無粘性的理想氣體的勢流運(yùn)動(dòng),縮氣流(Ma>0.3)切近圓盤壁面的薄層內(nèi),速度急劇變化,粘性作用....
圖2.1高壓圓盤氣體軸承模型
表R/mm3030圖2.1高壓圓盤氣體軸承模型2.1高壓圓盤氣體軸承模型尺寸和壓力參數(shù)L1/mmL2/mmL3/mmL4/mm/MPa3.11.150.051013.11.50.1101/M0.0.
圖2.2靜壓止推氣體軸承幾何模型
圖2.2靜壓止推氣體軸承幾何模型[1]表2.2軸承模型尺寸和壓力參數(shù)[1]Caseh/mm/mm/mm/mm/mm/MPa/MPa2-10.025417.6238.10.150.51450.10132-20.05....
圖2.3采用模型計(jì)算的壓力數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)[1]中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的對比
17圖2.3采用模型計(jì)算的壓力數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)[1]中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的對比
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