模拟航空发动机静态和动态工况,试验研究转速、压比和温度等参数对压力平衡型指尖密封泄漏特性的影响规律,并比较标准型指尖密封和压力平衡型指尖密封的性能。试验结果表明:压力平衡型指尖密封能有效缓解滞后现象,具有优异的密封性能;随着压比的上升,泄漏参数先急剧上升,然后趋于定值;随着温度、转速的上升,泄漏参数减小;与标准型指尖密封相比,350℃高温工况下压力平衡型指尖密封的静态泄漏参数下降约29.4%,动态泄漏参数下降约34.2%。

为揭示不同温度工况下浮环密封封严间隙的变化过程,采用有限单元法和CFD进行了数值计算,并结合试验研究,获得了不同封严气体温度下浮环密封的封严间隙。数值计算得到的泄漏量与试验结果的最大偏差为13.1%,最小偏差为-5.05%,偏差的标准差≤7.23%。数值计算结果与试验结果一致。揭示了不同封严气体温度下封严间隙的变化过程,获得了不同封严气体温度下有效的浮环密封泄漏特性的计算方法 (流程)。

以S型焊接波纹管为研究对象,主要分析介质压力对焊接波纹管有效作用直径的影响。采用ANSYS Workbench对两种不同尺寸的波纹管进行仿真分析,求解得到不同介质压力下的有效作用直径。将波纹管进行加压试验得到的实际有效作用直径与仿真结果作对比,验证了仿真建立的波纹管分析模型和相应分析方法的正确性。总结得出有效作用直径随介质压力的变化规律：当波纹管受内压时,随着压力的增加,有效作用直径不断下降,其下降趋势越来越缓慢,最终趋于一个稳定值;当波纹管受外压时,随着压力的增加,有效作用直径也会不断增加,其增加趋势越来越缓慢,最终也趋于一个稳定值。研究结果为S型焊接波纹管的仿真分析与有效作用直径的计算提供了参考依据。

在符合工况的试验条件下,以对流换热数值计算理论为基础,利用FLUENT完成对流换热系数的数值计算。通过流固耦合分析,得到流固交界面的第二边界条件分布,将所求值作为边界条件,代入热传导方程,利用ANSYS软件计算得到密封端面温度场的分布规律。利用数值法求解对流换热系数,得到各项重要参数对换热过程的影响,补充了实验法的不足。研究了介质流量、转速两个重要参数对对流换热系数及密封环摩擦副界面温度场分布的影响,为改善机械密封端面工作情况提供了一种新的研究方法。

为得到焊接金属波纹管组件的固有频率,首先研究波纹管组件的动特性;然后采用比利时LMS公司的LMS＋Tset.Lab测试系统对波纹管进行锤击试验;最后运用LMS＋Tset.Lab 12A的Modal Analysis模块对试验所得数据进行模态分析,得到波纹管的固有频率和振型。研究结果能为今后波纹管的动力学分析提供有效的支持。