Розробка методів чисельного розрахунку та оптимізації гідродинамічних характеристик шпаринних і лабіринтних ущільнень та дослідження їх впливу на динаміку роторів відцентрових машин

Abstract

Особливе місце серед безконтактних ущільнень обертових валів займають шпаринні та лабіринтні ущільнення. Це найбільш розповсюджений тип ущільнень роторів відцентрових насосів та компресорів. Вони виконують одночасно функції і ущільнень, і гідростатичних та демпферних опор. У зв’язку з цим, значно розширюється коло задач, пов’язаних з їх розрахунком та проектуванням. Якщо для інших ущільнень характерним показником є рівень витоків, то для шпаринних ущільнень-опор найбільш важливими є жорсткостні та демпфіруючі властивості, та їх вплив на вібраційний стан ротора. Тому виникає необхідність розроблення уточнених методів чисельного розрахунку і оптимізації динамічних характеристик шпаринних ущільнень турбомашин за допомогою сучасних методів обчислювальної гідродинаміки для більш надійного прогнозування вібраційного стану турбомашин та розробки принципово нових конструкцій, що забезпечують економію енергії та перекачуваних продуктів, а також екологічну безпеку насосного і компресорного обладнання. В даній роботі виконані розрахункові дослідження та оптимізація шпаринних і лабіринтних ущільнень за допомогою програмних комплексів ANSYS CFX і modeFrontier. Проведено аналіз впливу гідродинамічних характеристик на динаміку роторів відцентрових насосів і компресорів. Розроблено комп’ютерні програми для автоматизованого розрахунку динаміки ротора та чисельного аналізу шпаринних ущільнень-опор. Рекомендації по використанню результатів роботи і галузь застосування - методики чисельного розрахунку шпаринних ущільнень-опор можуть використовуватися підприємствами насосного і компресорного машинобудування при розробці нових та модернізації існуючих конструкцій відцентрових машин, що використовуються на енергетичних блоках ТЕС і АЕС, системах видобудування і транспортування енергоносіїв та ракетних двигунів для підвищення їх надійності, економічності та екологічної безпеки. При цитуванні документа, використовуйте посилання http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/4695