Дослідження гідродинамічних характеристик торцевих дроселів та динаміка торцевих ущільнень

Abstract

Робота присвячена теоретичному дослідженню течії рідини в утвореному гладкими ущільнюючими поверхнями торцевому дроселі, зокрема, врахуванню впливу на гідродинамічні характеристики торцевого дроселя інерційних сил рідини і втрат на місцевих гідравлічних опорах, а також дослідженню з їх урахуванням динаміки торцевого ущільнення і опорно-ущільнюючої автоматичної системи осьового урівноваження (гідроп’яти) ротора відцентрового насоса. Наведені кількісні і якісні оцінки впливу сил і моментів тиску рідини в торцевих дроселях на статичні і динамічні характеристики безконтактного торцевого ущільнення та гідроп’яти. Приведено уточнення методик розрахунку безконтактних торцевих ущільнень і гідроп’ят, що дозволяють врахувати сили і моменти, обумовлені інерцією рідини і втратами на місцевих гідравлічних опорах в торцевих дроселях, які можуть використовуватися для оцінки власних частот, амплітуд вимушених коливань і динамічної стійкості аксіально-рухомих кілець торцевих ущільнень роторів відцентрових машин і гідроп’ят. При цитуванні документа, використовуйте посилання http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/3355

Работа посвящена теоретическому исследованию течения жидкости в образованном гладкими уплотняющими поверхностями торцовом дросселе, в частности, учету влияния на гидродинамические характеристики торцового дросселя инерционных сил жидкости и потерь на местных гидравлических сопротивлениях, а также исследованию с их учетом динамики торцового уплотнения и опорно-уплотнительной автоматической системы осевого уравновешивания (гидропяты) ротора центробежного насоса. Диссертация состоит из введения, шести разделов, выводов, списка использованной литературы и приложений. Во введении обосновывается актуальность темы, дается общая характеристика диссертационной работы. Первый раздел посвящен анализу приведенных в литературе методов исследования гидродинамики торцовых дросселей. Рассмотрены существующие конструкции торцовых уплотнений и гидропят. Сформулированы основные задачи исследований. Второй раздел посвящен исследованию течения жидкости в торцовом дросселе, образованном двумя подвижными стенками. Учтены осевые и взаимно перпендикулярные угловые колебания стенки канала, а также ее вращение относительно оси. Получено распределение давления в торцовом дросселе и элементарный расход жидкости, которые можно представить в виде суммы следующих составляющих: гидростатических (определяемых напорным течением), гидродинамических (определяемых потоком вытеснения при осевых и угловых колебаниях стенок канала и их вращением) и инерционных (определяемых потоком, обусловленным силами инерции жидкости). В третьем разделе рассмотрены гидродинамические характеристики торцового дросселя. Получены аналитические выражения для определения сил и моментов, действующих со стороны жидкости на стенки торцового дросселя, а также для определения полного расхода жидкости. Проанализировано влияние инерции жидкости и потерь на местных гидравлических сопротивлениях на гидродинамические характеристики торцового дросселя. В четвертом разделе рассмотрены осевые и угловые колебания аксиально-подвижного кольца торцового уплотнения с учетом влияния гидродинамических сил, действующих со стороны жидкости. Получены уравнения движения кольца. Проанализированы вынужденные колебания двух существующих конструкций уплотнений – с аксиально-подвижным вращающимся и невращающимся кольцом. Получены выражения для нахождения амплитуд вынужденных колебаний. Даны количественные и качественные оценки влияния сил и моментов в торцовых дросселях на динамические характеристики уплотнения. На основании критерия Гурвица определены условия устойчивости системы. Уточнены методики расчета бесконтактных торцовых уплотнений. В пятой главе рассмотрены статические и динамические характеристики гидропяты. Проанализированы связанные осевые колебания диска и упруго установленного кольца модифицированной конструкции гидропяты, а также вынужденные угловые колебания упруго установленного кольца, расположенного в корпусе или на диске гидропяты. Выполнена оценка влияния характера течения жидкости в торцовом дросселе на вибрационное состояние гидропяты. Приведены уточнения методик расчета гидропяты, позволяющие учесть силы и моменты, обусловленные инерцией жидкости в торцевых дросселях и потерями на местных гидравлических сопротивлениях. В шестой главе проведен сравнительный анализ экспериментальных и теоретических результатов, который показал, что предложенная модель торцового дросселя, учитывающая силы инерции жидкости и потери на местных гидравлических сопротивлениях, уменьшает максимальное расхождение между расчетными и экспериментальными значениями, а, следовательно, может быть рекомендована в практику проектирования бесконтактных торцовых уплотнений. При цитировании документа, используйте ссылку http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/3355

Thesis is given up to research of fluid current throw face throttle, namely taking into account effect of fluid inertia forces and hydraulic local losses on hydrodynamic performances of a face throttle, and their influence on face seal dynamics. Are carried out theoretical research of hydrodynamic performances and the analysis of dynamic behaviors of face seal system and automatic discharging device (ADD). Are given quantitative and quality estimate of influence of fluid in face throttle pressure forces and moments on static and dynamic responses noncontact face seals and automatic discharging devices. More precise definition to calculation methods of noncontact face seals and bearing-sealing ADD of centrifugal machines rotors are given. That allows to consider forces and the moments are due to fluid inertia and local hydraulic losses in face throttle. Proposed recommendations on more precise definition to calculation methods can be used for estimation of characteristic frequencies, forced vibrations amplitudes and dynamic stability of axial-mobile face seals rings of torsion shafts of centrifugal machines, and the resilient-fixed rings of automatic discharging device. When you are citing the document, use the following link http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/3355