斯特林制冷机回热器间隙密封冷量损失分析(二)

回热器是斯特林制冷机冷头的重要组成部分。传统的回热器使用接触式滑动密封，存在磨损，限制制冷机的使用寿命。间隙密封的应用则可以在完成密封作用的同时消除接触磨损和因此而产生的污染。但由于间隙内气体的泄漏，引起了冷量损失，使制冷量减少。建立了间隙密封式斯特林制冷机回热器密封问晾泄漏率的数学物理模型。推导了密封间隙的泄漏率及泄漏引起的冷量损失的表达式．     

斯特林制冷机回热器间隙密封冷量损失分析(一)

回热器是斯特林制冷机冷头的重要组成部分。传统的回热器使用接触式滑动密封，存在磨损，限制制冷机的使用寿命。采用问隙密封，可以在完成密封作用的同时消除接触磨损和因此而产生的污染。但由于间隙内气体的泄漏，引起了冷量损失，使制冷量减少。建立了层流工况下斯特林制冷机回热器与气缸壁密封间隙泄漏率的数学物理模型，推导了密封间隙的泄漏率及泄漏引起的冷量损失的表达式。     

斯特林制冷机回热器间隙密封冷量损失分析(二)

回热器是斯特林制冷机冷头的重要组成部分。传统的回热器使用接触式滑动密封,存在磨损,限制制冷机的使用寿命。 间隙密封的应用则可以在完成密封作用的同时消除接触磨损和因此而产生的污染。但由于间隙内气体的泄漏,引起了冷量损 失,使制冷量减少。建立了间隙密封式斯特林制冷机回热器密封间隙泄漏率的数学物理模型,推导了密封间隙的泄漏率及泄漏 引起的冷量损失的表达式。     

位置偏心对斯特林制冷机回热器泄漏率的影响

传统的回热器使用接触式滑动密封存在磨损,限制了制冷机的使用寿命.应用间隙密封则可以在密封的同时消除接触磨损和因此而产生的污染.但由于间隙内气体的泄漏,引起了冷量损失,使制冷量减少.在斯特林制冷机回热器密封间隙泄漏率及泄漏引起的冷量损失表达式的基础上,建立了间隙密封式斯特林制冷机位置偏心对间隙泄漏率影响的数学物理模型,推导了位置偏心对间隙泄漏率影响的表达式.分析了位置偏心对间隙泄漏率的影响.     

传输损失对斯特林制冷机冷量的影响

为了解超长线列焦平面器件与斯特林制冷机耦合过程中的冷量传输损失,针对冷量传输过程中的辐射损失、导热损失以及耦合损失,采用自主研发的大冷量斯特林制冷机冷量传输平台,对杜瓦的镀层、冷链的层数、支撑柱的数量以及传输过程中包裹单面镀铝涤纶薄膜减少辐射损失等方面进行试验研究。试验结果表明,冷量传输过程中杜瓦的表面积引起的辐射损失大于镀层辐射损失;而采用包裹方式进行的防辐射处理大大减少传输过程中的冷量损失,支撑柱结构在不变的情况下导热损失保持恒定;同时由6层0.1 mm厚的紫铜箔构成的冷链在冷量传输和减振方面具有良好优势。斯特林制冷机冷量传输损失的研究有利于提高制冷机的制冷效率。     

Stirling制冷机的最佳制冷系数和制冷率之间的关系

回热损失是Stirling制冷机的一个重要的不可逆损失,它是由于回热器的不完全换热引起的冷量(或热量)损失,它包括换热温差,壁效应,填料温度波动等因素引起的损失。而分析和研究各种损失对制冷机的性能影响,是机器设计的主要任务之一。本文采用现代热力学的一个重要分支——有限时间热力学,分析研究回热损失对Stirling制冷机的制冷机的一个制冷率的影响,导出了Stirling制冷系数和基本优化关系——Stir-     

斯特林制冷机的峰值压力

研究了受传热以及各项冷损作用的斯特林(ST)制冷机冷量和工作压力之间的关系,导出了ST制冷机实际冷量的解析表达式,经数值计算得到了给定条件下的峰值压力.     

斯特林制冷机的峰值压力

研究了受传热以及各项冷损作用的斯特林（ＳＴ）制冷机冷量和工作压力之间的关系,导出了ＳＴ制冷机实际冷量的解析表达式,经数值计算得到了给定条件下的峰值压力．     

不可逆斯特林制冷机的功率

本文考虑全部热阻和回热器的换热损失,在牛顿线性传热定律下,利用有限时间热力学理论,导出不可逆斯特林制冷机的最佳输入功率与制冷系数的关系和最佳输入功率和制冷率之间的关系,并且讨论了各种因素对这两种关系的影响.从分析中得出,最佳输入功率在给定制冷系数和制冷率两种情况下的优化关系是完全不同的.实际应用中采用何种优化途径主要看我们侧重于制冷系数还是制冷率.例如在冰箱和空调的节能设计中,我     

不可逆磁性斯特林制冷机的最佳参数

建立了以顺磁质为工质的磁斯特林制冷机的不可逆模型．导出了不可逆磁斯特林制冷机的最大制冷率以及对应的最佳制冷系数．     

考虑装配条件的C/C复合材料指尖密封动态性能Symbol`@@

针对航空发动机装配条件影响指尖密封性能的问题,构建考虑装配条件的C/C复合材料指尖密封动态性能分析方法. 根据指尖密封与转子间的力学行为构建多层叠置指尖密封的分布质量等效动力学模型;确定模型中等效质量、等效结构刚度系数、接触刚度系数、摩擦阻力以及转子激励等参数;借助等效动力学模型计算泄漏率和指尖梁/转子接触压力等指尖密封的动态性能. 计算结果表明：依间隙配合、无间隙配合和过盈配合条件的顺序,指尖梁位移响应和指尖梁与转子之间的泄漏间隙均会随之降低,但其接触压力会随之增大,体现出指尖密封泄漏和磨损的“矛盾”性. 在确定的装配条件下,可以通过结构设计改变指尖梁的结构刚度,以使指尖密封泄漏和磨损性能均达到最优.     

盖封密封磨损-热-应力耦合模拟与优化设计

在无油润滑工况下,密封面磨损是导致密封件性能降低及寿命丧失的关键因素. 结合有限元技术,基于修正的Archard磨损模型,建立盖封（CL）密封过程中密封件和活塞杆间的磨损-热-应力耦合数值模拟方法,分析磨损过程中密封件性能与寿命的变化规律及介质压力对密封特性的影响;基于所建立的仿真模型,采用正交试验设计法,以密封件密封面上最大接触压力降幅最小及密封件寿命最长作为优化目标,对CL密封中C形密封圈关键结构参数进行优化设计,得到最优组合方案;利用斯特林发动机活塞杆密封性能试验平台对数值模拟方法进行验证,并对磨损后CL密封接触面磨损状况进行测量,检测结果与仿真模拟结果较为一致,优化后密封件密封性能及使用寿命得到了提高.     

往复运动密封机理分析

往复运动密封的泄漏有三种:间隙泄漏多孔隙泄漏和粘附泄漏.本文按不同的泄漏类型对比分析了 O 形圈密封和组合密封的密封机理,对组合密封的密封机理提出了自己的见解,并得出了在往复运动密封处用组合密封优于用 O 形圈密封的结论。     

对一种新型汽封的探讨

针对传统汽封存在的问题,介绍了一种新型的弹性齿汽封,它的漏汽间隙约为现在通用间隙的1/10,能使工质漏泄量降至最小程度。     

Labyrinth seal leakage and dynamics characteristics analysis based on Black Model

One of the important problems to be tackled in turbo machines is the leakage dynamics characteristics of labyrinth seals.In this paper we analyzed the effect of labyrinth seal structure and the change ...     

Effects of Geometry on Leakage Flow Characteristics of Brush Seal

In order to better application of brush seal in rotating machinery,the leakage flow characteristics of the brush seal considering geometry effects are numerically analyzed using Reynolds-Averaged Navier-Stokes( RANS) model coupling with a non-Darcian porous medium model. The reliability of the present numerical method is proved,which is in agreement with the experimental and numerical results from literatures. Three different bristle pack thicknesses,fence heights and initial clearances under different pressure ratios,rotational velocities and other operating conditions are utilized to investigate the effects of geometry modification on the brush seal leakage flow behaviors. It discusses the effectiveness of various geometry configurations outlining important flow features. The results indicate that the increase of fence height and clearance would lead to the increase of leakage rate. But the leakage is not linearly with respect to the bristle pack thickness,and the effect of rotational velocity is not obvious. Moreover,the detailed leakage flow fields and pressure distributions along the rotor surface,free bristle height,and fence height of the brush seals are also presented. The static pressure drop amplitude through the bristle pack and the pressure rise amplitude through the cavity would increase while the pressure differential increases. And the axial pressure is the main reason of bristle blow down. The results provide theoretical support for the brush seal structure optimal design.     

高速动压密封的气液两相性能对比分析和试验

为明确气相介质和液相介质分别对高速流体动压密封性能的影响,进行两种相态的密封性能对比分析与试验研究.分别建立动压密封端面流体域的气相和液相数值分析模型,分析转速、压差、槽深、槽数、槽坝比等操作参数和端面结构参数对动压密封气相和液相的泄漏量、开启力等性能的影响.自主研制动压密封试验装置,进行变转速、变压差和密封端面磨损试验,得出了转速、压差等操作参数对密封气相泄漏率、液相泄漏率和端面磨损率的影响.数值模拟和试验研究结果表明:相同的转速和压力时,液相密封开启力和泄漏量都比气相密封更大;不同结构参数下,气相和液相密封开启力均有极大值,气相密封和液相密封开启力达到极大值的最优结构参数有所不同,液相密封的最优槽坝比、最优槽数较气相密封小,液相密封开启转速较气相密封低,说明液相动压密封比气相动压密封更容易开启;低速时密封端面磨损较严重,高速时密封端面几乎无磨损,动压密封更适合在高速工况下运行.     

倾斜菱形孔端面密封的性能研究

基于流体润滑理论模型,采用数值模拟的方法分析几何参数和操作参数对机械密封泄漏率、液膜刚 度和开启力的影响规律,探讨倾斜菱形孔上、下游泵送效应对密封性能的影响机理。结果表明,双向倾斜菱形孔织 构端面能够使机械密封的动压效应显著增强,泄漏率明显降低及液膜稳定性更可靠;在较低转速时,双向倾斜菱形 孔织构可使密封端面迅速打开,能够有效减少启动时两端面间的摩擦和磨损,同时还能降低倾斜菱形孔织构密封的 泄漏率;在研究的工况条件下,非倾斜菱形孔织构密封的液膜稳定性(即变工况自适应能力)在三者(即双向、单向与 非倾斜菱形孔织构密封)中是最佳的;并得到了倾斜菱形孔端面密封的反向开孔比、孔倾角、面积比和孔深等几何参 数的优化取值范围。