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葉輪機械轉子密封系統流體激振與防控(精)/壓縮機組高效可靠及智能化研究叢書

  • 作者：編者:何立東|責編:范運年//王楠楠|總主編:高金吉
  • 出版社：科學
  • ISBN：9787030749062
  • 出版日期：2023/02/01
  • 裝幀：精裝
  • 頁數：363
人民幣：RMB 168 元      售價：元
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內容大鋼
    隨著葉輪機械轉速和介質壓力的提高、轉子柔性的增加和密封間隙的減小，密封流體激振已成為許多轉子強烈振動的根源，高性能減振密封技術是現代高效、大功率葉輪機械發展的關鍵技術之一。本書基於這一現狀與趨勢，結合作者及其研究生和有關科研人員在該領域的研究成果，以葉輪機械轉子密封系統為研究對象，分析了密封流體激振的機理，建立了流體激振的非線性理論模型，研究轉子密封系統的動力學問題，對密封流體激振的各類減振技術進行總結，重點講述了蜂窩密封等技術抑制振動的原理和實際應用。書中介紹了相關的數值模擬和實驗，並理論聯繫實際，結合作者解決的典型葉輪機械（包括汽輪機、壓縮機、渦輪泵）的工程技術問題，介紹了抑制密封流體激振的方法，這些為相關科研人員提供了有價值的參考。
    本書可供石油化工、航空航天、電力、核電等領域從事葉輪機械（汽輪機、壓縮機、渦輪泵等）相關工作的研究人員和有關專業的師生參考。
作者介紹
編者:何立東|責編:范運年//王楠楠|總主編:高金吉
    何立東，男，1963年生，教授，博士生導師，現任教於北京化工大學，《熱能動力工程》和《化工進展》編委，主持國家863等多個科研項目。主要從事機械設備減振技術與密封技術研究，解決了多台離心壓縮機、軸流壓縮機、往複壓縮機、燃氣輪機、汽輪機、柱塞泵、螺桿泵、離心泵、閥門及換熱器等設備的振動和密封泄漏問題。
目錄
序
前言
第1章  緒論
  1.1  引言
  1.2  密封流體激振機理研究
  1.3  工程中的密封流體激振
    1.3.1  汽輪機密封流體激振
    1.3.2  壓縮機密封流體激振
    1.3.3  渦輪泵和給料泵中的密封流體激振
    1.3.4  密封流體激振的特徵
  1.4  密封流體激振的抑制方法
    1.4.1  減振密封抑制流體激振研究
    1.4.2  反旋流等抑制密封流體激振方法
  1.5  本章小結
  參考文獻
第2章  密封流體激振非線性振動模型
  2.1  流體引發的振動
  2.2  非定常流研究的現狀及其發展
    2.2.1  基於N-S方程的數值模擬
    2.2.2  基於非線性振動模型的分析
  2.3  轉子密封系統流體激振的非線性振動模型
    2.3.1  非線性振動模型
    2.3.2  轉子密封系統的流固耦合振動
    2.3.3  密封流體激振的非線性振動模型
    2.3.4  小結
  2.4  轉子-軸承-密封系統中的若干非線性動力學問題
    2.4.1  軸承油膜振蕩與密封流體激振
    2.4.2  頻率鎖定
    2.4.3  振幅突變
    2.4.4  結論
  2.5  轉子密封系統反旋流抑振的數值模擬
    2.5.1  引言
    2.5.2  反旋流抑振的數學模型
    2.5.3  數值模擬及結果分析
    2.5.4  小結
  2.6  離心壓縮機梳齒密封流體激振非線性動力學分析
    2.6.1  引言
    2.6.2  某離心壓縮機運行狀態簡介
    2.6.3  數值模擬計算模型的建立
    2.6.4  壓縮機運行工況的數值模擬
    2.6.5  結論
  2.7  本章小結
  參考文獻
第3章  三維轉子密封流固耦合模型與分析
  3.1  密封腔流體運動的小擾動簡化分析方法
  3.2  數值求解含有湍流模型的雷諾平均N-S方程
  3.3  非線性密封流體激振研究
  3.4  轉子密封流固耦合振動模型
    3.4.1  轉子密封系統非線性流固耦合模型
    3.4.2  流固耦合數值演算法

    3.4.3  網格生成技術
  3.5  密封三維黏性流動數值計算方法
    3.5.1  基本方程
    3.5.2  採用任意曲線坐標系的基本方程
    3.5.3  雙方程湍流模型
    3.5.4  數值演算法的線性化處理
    3.5.5  數值計算中的對角化
    3.5.6  數值演算法中的迎風化
    3.5.7  隱式時間推進方法
  3.6  轉子密封系統三維流固耦合振動特性的研究
    3.6.1  轉速對密封流體激振影響的數值模擬
    3.6.2  壓比對密封流體激振影響的數值模擬
    3.6.3  預旋對密封流體激振影響的數值模擬
  3.7  離心壓縮機梳齒密封中的流體激振
    3.7.1  引言
    3.7.2  原機概況
    3.7.3  改造后的運行情況
    3.7.4  梳齒密封流體激振的特點
    3.7.5  減小壓縮機密封流體激振的措施
    3.7.6  小結
  3.8  本章小結
  參考文獻
第4章  蜂窩密封特性研究
  4.1  蜂窩密封研究進展
    4.1.1  引言
    4.1.2  蜂窩密封在現代葉輪機械中的應用
    4.1.3  蜂窩密封的研究概述
  4.2  蜂窩密封數值計算中的並行計算方法
    4.2.1  引言
    4.2.2  網路並行的計算模式
  4.3  蜂窩密封二維流動特性的數值分析
    4.3.1  引言
    4.3.2  蜂窩密封封嚴特性計算結果與實驗結果比較
    4.3.3  蜂窩密封二維流動特性分析
    4.3.4  結論
  4.4  數值分析結果討論
  4.5  蜂窩密封實驗台設計與調試
    4.5.1  偏心調節機構
    4.5.2  實驗機轉子的支承
    4.5.3  高壓氣體與潤滑油的密封結構
    4.5.4  調速系統
    4.5.5  進氣系統
    4.5.6  測量裝置
    4.5.7  蜂窩密封實驗件的製造
  4.6  密封實驗台分析
  4.7  密封間隙氣流振蕩流場動態特性的實驗研究
    4.7.1  密封間隙氣流動態壓力測試系統
    4.7.2  實驗數據的處理與分析
  4.8  密封間隙氣流脈動的機理
  4.9  壓力感測器引管的傳輸特性分析

  4.10  實驗結果
    4.10.1  大蜂窩孔密封和小蜂窩孔密封的對比實驗
    4.10.2  梳齒輪盤/蜂窩靜子實驗
    4.10.3  梳齒密封和光滑密封的對比實驗
  4.11  實驗結果分析
    4.11.1  密封間隙中非定常流的脈動特性分析
    4.11.2  單峰譜圖和多峰譜圖的產生機理分析
    4.11.3  密封間隙脈動流體的能譜分析
  4.12  滑動軸承中的油膜壓力脈動
  4.13  本章小結
  參考文獻
第5章  鋁蜂窩密封結構設計
  5.1  鋁蜂窩密封壁厚設計
    5.1.1  有限元模型與數值分析
    5.1.2  結果分析
    5.1.3  小結
  5.2  鋁蜂窩密封的封嚴特性研究
    5.2.1  有限元模型與數值分析
    5.2.2  蜂窩壁厚對封嚴特性的影響
  5.3  蜂窩對邊距和蜂窩深度對封嚴特性的影響
    5.3.1  有限元模型與數值分析
    5.3.2  結果分析
  5.4  密封間隙對封嚴特性的影響
    5.4.1  有限元模型與數值分析
    5.4.2  結果分析
  5.5  蜂窩排列方向對封嚴特性的影響
    5.5.1  有限元模型與數值分析
    5.5.2  結果分析
  5.6  高低蜂窩結構對封嚴特性的影響
    5.6.1  有限元模型與數值分析
    5.6.2  結果分析
  5.7  密封長度對封嚴特性的影響
    5.7.1  有限元模型與數值分析
    5.7.2  結果分析
    5.7.3  小結
  5.8  鋁蜂窩密封製造方法
  參考文獻
第6章  蜂窩密封工程應用
  6.1  汽輪機葉頂蜂窩密封
    6.1.1  汽輪機葉片失效分析
    6.1.2  汽輪機葉片表面防護傳統方法
    6.1.3  汽輪機葉片蜂窩密封技術
    6.1.4  蜂窩密封抑制葉片振動實驗
    6.1.5  蜂窩密封減少汽輪機葉片水蝕
    6.1.6  蜂窩密封在汽輪機葉頂密封的工程應用
    6.1.7  小結
  6.2  汽輪機軸端蜂窩密封
    6.2.1  汽輪機軸端密封泄漏問題
    6.2.2  汽輪機軸端蜂窩密封結構
    6.2.3  小結

  6.3  煙氣輪機蜂窩密封
    6.3.1  煙氣輪機密封系統簡介
    6.3.2  煙氣輪機蜂窩密封改造
  6.4  軸流壓縮機應用蜂窩密封
    6.4.1  問題分析
    6.4.2  蜂窩密封改造設計方法
    6.4.3  工程驗證
  6.5  蜂窩密封在離心壓縮機中的應用
    6.5.1  壓縮機主要問題
    6.5.2  密封失效導致推力瓦燒毀
    6.5.3  蜂窩密封與梳齒密封性能數值分析
    6.5.4  蜂窩密封在離心壓縮機軸承箱中的應用
    6.5.5  小結
  6.6  蜂窩密封在大型電動機中的應用
    6.6.1  大型電動機油封泄漏原因分析
    6.6.2  可調接觸式自動跟蹤蜂窩密封組合結構
    6.6.3  密封實驗出現的問題
    6.6.4  新型油封的特點
    6.6.5  密封改造效果
    6.6.6  小結
  參考文獻
第7章  渦輪泵密封流體激振
  7.1  火箭發動機渦輪泵穩定性
    7.1.1  火箭發動機故障
    7.1.2  火箭發動機渦輪泵密封流體激振
    7.1.3  研究內容
  7.2  梳齒密封動力特性准穩態數值分析
    7.2.1  密封准穩態分析模型
    7.2.2  梳齒密封流場數值分析
    7.2.3  梳齒密封准穩態分析
    7.2.4  誘導輪流場
    7.2.5  渦輪泵轉子系統固有頻率
    7.2.6  梳齒密封對轉子系統穩定性的影響
  7.3  孔型密封動力特性准穩態數值分析
    7.3.1  孔型密封和光滑密封及梳齒密封
    7.3.2  孔排布方式的影響
    7.3.3  周向孔數的影響
    7.3.4  小孔深度
    7.3.5  孔型密封半徑間隙
    7.3.6  不同小孔深度的密封結構強度
    7.3.7  小結
  7.4  蜂窩密封動力特性准穩態數值分析
    7.4.1  建立蜂窩密封模型
    7.4.2  蜂窩密封計算結果與分析
    7.4.3  阻尼密封與梳齒密封對比實驗
    7.4.4  小結
  參考文獻
第8章  梳齒密封流場測量
  8.1  密封流場測量方法
    8.1.1  流場測量技術

    8.1.2  粒子圖像測速技術原理
    8.1.3  梳齒密封流場測量研究現狀
    8.1.4  本章研究內容
  8.2  梳齒密封PIV測試系統實驗裝置
    8.2.1  梳齒密封結構類型
    8.2.2  梳齒密封實驗裝置結構參數
    8.2.3  梳齒密封實驗裝置結構設計
    8.2.4  PIV測試系統
  8.3  梳齒密封間隙流場PIV可視化測試
    8.3.1  引言
    8.3.2  密封腔寬深比為0.6時對密封流場的影響
    8.3.3  密封腔寬深比為0.8時對密封流場的影響
    8.3.4  密封腔寬深比為1.0時對密封流場的影響
    8.3.5  討論
  8.4  本章小結
  參考文獻
第9章  密封流體激振控制方法探索
  9.1  水輪機密封流體激振
  9.2  抽水抑制密封流體激振
    9.2.1  常用的止漏環密封結構
    9.2.2  止漏環簡化結構
    9.2.3  實驗裝置
    9.2.4  實驗數據分析
    9.2.5  小結
  9.3  噴水或噴氣抑制密封流體激振
    9.3.1  反旋流噴射實驗裝置
    9.3.2  向密封中反旋噴水抑制轉子振動
    9.3.3  向密封中噴氣抑制轉子振動
    9.3.4  反旋流噴嘴數量對抑振效果的影響
    9.3.5  反旋流抑制轉子不平衡振動
  9.4  基於LabView的葉片抽氣減振自動控制
    9.4.1  基於LabView的自動控制抽氣減振
    9.4.2  實驗系統介紹
    9.4.3  手動調節抽氣量的葉片減振實驗
    9.4.4  基於LabView的葉片抽氣自動控制
    9.4.5  小結
  9.5  磁流變阻尼器抑制密封流體激振
    9.5.1  磁流變阻尼器基本原理
    9.5.2  磁流變阻尼器結構設計
    9.5.3  阻尼器線圈磁路分析
    9.5.4  磁流變阻尼器密封減振實驗台
    9.5.5  磁流變阻尼器抑制不同轉速轉子振動
    9.5.6  磁流變阻尼器抑制偏心轉子振動
    9.5.7  基於磁流變阻尼器的轉子密封流體激振開關控制
    9.5.8  小結
  9.6  基於磁流變阻尼器的轉子密封流體激振PID控制
    9.6.1  磁流變阻尼器PID控制器設計
    9.6.2  轉子密封流體激振PID控制
    9.6.3  小結
  9.7  密封偏心自適應調節減振

    9.7.1  密封偏心自適應調節結構
    9.7.2  密封偏心自適應調節機理
    9.7.3  振動能量的傳遞分析
    9.7.4  密封偏心自適應調節裝置實驗台
    9.7.5  密封偏心自適應調節裝置固有頻率
    9.7.6  密封偏心自適應調節裝置實驗
    9.7.7  小結
  參考文獻
第10章  刷式密封技術
  10.1  引言
  10.2  刷式密封簡介
  10.3  刷式密封產生背景及其應用介紹
  10.4  刷式密封性能介紹
  10.5  刷式密封泄漏特性研究進展
  10.6  刷式密封實驗研究進展
    10.6.1  刷式密封高溫實驗研究介紹
    10.6.2  刷式密封摩擦特性的實驗研究介紹
    10.6.3  加工處理工藝對刷毛絲性能的影響
    10.6.4  碳化硅刷式密封
  10.7  刷式密封的理論研究進展
    10.7.1  刷式密封的CFD方法
    10.7.2  刷式密封的多孔介質模型
    10.7.3  有效厚度模型
  10.8  本章小結
  參考文獻
第11章  指尖密封技術
  11.1  指尖密封技術簡介
    11.1.1  指尖密封研究現狀
    11.1.2  指尖密封的基本結構
    11.1.3  指尖懸臂樑型線
    11.1.4  指尖懸臂樑數量
    11.1.5  指尖懸臂樑寬度
    11.1.6  指尖密封膜片厚度
    11.1.7  指尖密封工作原理
    11.1.8  指尖密封理論分析方法
    11.1.9  指尖密封加工技術
  11.2  指尖密封參數化設計
    11.2.1  指尖密封參數化設計方法
    11.2.2  主要參數設計
    11.2.3  指尖密封參數化設計案例
  11.3  指尖密封封嚴實驗
    11.3.1  指尖密封的實驗方法
    11.3.2  實驗設備
    11.3.3  指尖密封和梳齒密封對比實驗
    11.3.4  指尖密封實驗件參數
    11.3.5  實驗數據處理及結果分析
  11.4  本章小結
  參考文獻

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