波箔型气体动压止推轴承的静特性和热特性研究

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:taodengjiang
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
波箔型气体动压止推轴承经常应用在透平机械中,如空压机、涡轮增压器、燃气轮机。随着现代旋转机械对高转速的要求,止推轴承往往需要承受更大的轴向载荷,长时间工作情况下会造成热量的积累,使轴承处于极端的工作环境。以往的轴承计算模型经常忽略温度对轴承运行状态的影响,但工作在高转速、大载荷情况下的止推轴承,温度成为轴承设计过程中不可忽略的因素,因此轴承设计需要更精准的理论计算模型。建立了顶箔二维薄板单元有限元模型,同时将波箔等效为具有一定刚度的弹簧模型,两者刚度叠加共同构成了顶箔在压力下变形的结构刚度,从而得到考虑顶箔弹性变形的气膜厚度方程。其次建立完整的轴承系统流体热动力模型(THD),其中包括气膜内部三维能量传递模型、顶箔侧热对流与传导模型、止推盘一维径向热传导模型、入口区气体混合模型,对相应的子模型能量传递方程进行离散求解,得到轴承气膜三维温度分布。根据计算得到的温度条件更新气体黏度,考虑箔片结构热膨胀来更新气膜厚度,联合非等温雷诺方程、气膜三维能量方程进行耦合求解,得到最终收敛的轴承气膜三维温度分布、气膜压力分布。根据计算结果得到了轴承在不同方向的温度分布规律,分析了轴承温度随载荷与转速的变化关系,考虑了通入冷却气体流量对轴承温度变化的影响。对比分析了等温模型与THD模型下轴承静态特性,研究了轴承结构参数对轴承静特性的影响,其中包括初始最小气膜厚度、斜坡高度、节距比、扇形瓦块数量,为轴承结构设计提供了参考。最后研究了止推盘倾斜对每个扇形瓦块上温度及压力分布的影响。设计并搭建了波箔型止推轴承测试实验台,对实验轴承进行了静态加卸载以及在不同运行工况下转子运转实验。分析了在不同转速与载荷情况下轴承轴向位移、摩擦力矩、顶箔温度分布情况,并将实验结论与仿真结果进行了对比,验证了计算模型的合理性。
其他文献
随着新兴数字技术在建筑领域的运用,建筑数字化设计在向着更加科学化和实用化的方向发展。建筑设计中的形式美学和各项性能逐渐呈现出多样性和复杂性趋势,以往建筑的设计、制图、建造呈现的是一种线性且分离的流程,这种信息单向叠加的模式对设计意图的转达和设计方式都造成了很大的局限性。设计信息由单向度到共享式,设计手法由针对形式到针对建造,已是数字化技术在建筑领域发展的必然趋势。本文首先以实现结构性能化设计为目的
随着信息技术迅猛发展和广泛应用,教育信息化、建筑智慧化趋势对中小学教学模式及建筑设计产生了巨大影响,在此背景下传统中小学逐渐向智慧学校转型。本文针对中小学教学空间,首先通过文献研究及问卷调研,采集数据分析当下中小学教学空间存在的问题及空间需求,并归纳智慧学校理念中信息化技术整合多元教学、互联集成优化全方位管理、泛在深度教育延续学习发展、交互感知提升校园环境四个要点。然后,耦合智慧学校理念与中小学教
在全球节能减排的背景下,“被动式建筑”因其高气候适应性、低能耗、低碳排等特征成为建筑行业大力推行的建筑形式之一。作为我国典型的传统建筑类型,木构建筑具有良好的热工属性,随着建筑材料及建设技术的进步,被动式木构建筑在我国严寒地区具有广泛的应用价值与前景。本文对严寒地区被动式木构建筑特性进行归纳总结,论证木构与被动式建筑的内在耦合性,以全生命周期理论进行定量研究,建构典型被动式木构建筑与混凝土结构建筑
现有广场由于追求增量发展,忽略品质建设与场所精神营造,导致广场空间场所精神缺失和淡化。同时设计师与使用者之间的隔阂是当前建筑与城市设计面临的困境之一,由于所处立场不同,建筑师对于什么是公众向往的生活方式可能存有理解偏差,导致两者对于场所精神的认知存在差异。本研究旨在通过对场所精神进行内涵解读初步得出其构成范畴,依据构成范畴对广场使用者进行深入访谈,建立基于使用者视角的“广场空间场所精神影响因素”理
在养老机构中,居室不仅是满足老年人最基本生活需求的场所,还能对身体、感官和认知等方面的功能损伤提供环境支持。居室空间质量对老年人的生活质量影响显著。目前老年人居室的相关研究多采用定性法,由于缺乏定量指标,无法为环境优化提供依据。使用后评价的方法侧重于整体体验,缺乏对视觉环境的深入研究。而居室的视觉环境对老年人维持正常生活状态有着重要作用。老年人的定量分析工具还有待研究。本文建立一种专门针对老年人居
城市历史街区作为城市空间的重要构成部分,其热环境质量深刻影响着市民的日常生活方式。在不改变建筑的条件下,提升街谷树木遮荫是改善街区热环境质量,提升热舒适度的重要途径。本文使用了一种基于大数据和机器学习的快速、大规模计算城市街谷树木遮阴量的技术手段对哈尔滨典型历史街区的树木遮阴性能进行了评价并从数值及空间维度提出其更新策略。为其他中东铁路文化影响下的东北城市历史街区及整个城市树木遮阴评价及更新提供参
煤矿开采推动了社会和经济发展,却也为城市生态系统和人民生产生活带来了诸多恶劣的影响,随着资源渐渐枯竭,矿井逐一关闭,矿业城市生态矛盾逐渐加剧。以往的生态修复规划主要针对位于城市远郊中的矿业废弃地,对紧邻或位于建成区内、与人民生产生活空间高度交叉、对人民生产生活产生巨大直接影响的城市矿业废弃地却鲜有研究。现有的生态修复规划着眼于生态系统结构和过程,主要关注土壤和植被修复等,忽视了与城市社会经济可持续
随着海上打捞技术的不断发展,未来海上打捞机器人将向着自动化、机械化、高精度的方向发展,对海上高价值漂浮物的高效率回收将愈加广泛且重要。针对目前在高海况下的打捞,还不能实现自动化等问题,首次开展了重型自动打捞机器人项目的研究,本文针对应用于此项目的半实物仿真系统,对其建模和打捞模拟进行了展开研究。本文针对打捞机器人的具体结构,应用标准D-H参数法建立了打捞机器人的D-H坐标系,建立了机器人各关节和末
随着计算机技术的发展,语音处理的效果得到了显著的提升,语音分离作为语音处理的基础任务之一,受到了广泛关注。探索结合音频指纹检索的音乐分离方法,具体工作有基于U型网络架构的分离模型的改进和基于背景音乐音频指纹检索的分离再优化。为实现音频指纹检索构建了音频指纹数据库。首先提出了一种基于深度学习的端到端的音乐人声分离模型。该模型基于U型网络的架构进行设计,分为编码器部分和解码器两部分,这两部分采用了时序
城市湿地是城市内部宝贵的自然资源,但日益增加的人工建设开发和游憩活动使湿地受到不同程度的干扰和破坏,如何平衡湿地公园的游憩服务与生物多样性保护成为当下的热点问题,因此本研究选择哈尔滨群力湿地公园、哈尔滨文化中心湿地公园、长春北湖湿地公园和长春南溪湿地公园共4个严寒地区的城市湿地公园作为研究对象,通过对湿地公园的生境多样性评估和游客网络评价照片数据的分析,探究湿地公园生境多样性与游客景观偏好的关系,