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近年来,大型压缩机工况趋近于高参数(高压、高速、高温或低温)方向发展。密封能否长期稳定运行,是直接制约压缩机发展的重要因素。与传统的气膜密封相比,复合调控混合型气体密封(Composite Regulating-Mixing Gas Seal,简称 CR-MGS)具有低泄漏、长寿命的优点,而且其抗干扰、可调控的能力也更加契合“创新驱动、绿色发展”的“中国制造2025”战略。本文采用数值计算与试验验证相结合的方法,系统深入地对CR-MGS的稳态、动态调控性能和方法展开研究。建立了 CR-MGS稳态分析模型,求解了稳态方程,完成稳态性能参数有限元计算。分别研究了供气调控(Supplying Regulation,简称SR)、闭合调控(Closing Regulation,简称CR)和双路调控(Supplying and Closing Regulation,简称SR&CR)时,气膜厚度、气膜刚度、内泄漏率、摩擦功耗和轴向补偿力等稳态性能参数的变化规律。分析各稳态性能参数变化趋势,初步得出了确定工况条件下,适宜的调控区间。建立了 CR-MGS动态分析模型,求解了气膜扰动方程,得到端面气膜动态刚度和动态阻尼等动态性能参数。分析了密封受到不同扰动时,动态性能参数的响应规律,得出动态刚度和动态阻尼具有对称性和解耦性。分析了供气调控(SR)和闭合调控(CR)单作用和联合作用(SR&CR)时,端面气膜动态参数变化规律,优化了动态可调控区间。分析得出增加闭合调控(CR),有利于提升补偿环追随性。基于对CR-MGS稳态和动态调控性能的分析,提出了调控能力等级和调控精度等级。基于响应曲面计思想,得出了 CR-MGS分别以气膜厚度、内泄漏率、轴向补偿力为调控目标时,不同扰动条件下,供气调控(SR)和闭合调控(CR)权重分配方案。建立了基于思维进化算法的神经网络和基于模糊控制的PID调节方案。在供气调控(SR)和闭合调控(CR)合理分配的双路调控基础上,结合基于进化思维算法的神经网络和基于模糊控制的PID控制技术共同作用的复合调控,设计了双路复合调控方法(Double composite regulating&controlling method,简称 DCRCM)。研制了 CR-MGS组件,搭建了辅助供气系统。分别进行了供气调控(SR)和闭合调控(CR)单作用试验,验证了前文调控性能理论研究的正确性。以气膜厚度为目标参数,进行了双路复合调控试验,验证了调控方法的可行性、准确性和快捷性。本文对复合调控混合型气体密封稳态和动态性能的探讨,是对气体密封领域的扩展。提出并验证了复合调控混合型气体密封的调控方法,促进了该密封及其调控方法的工程应用推广。