《表1 自适应柱状气膜密封结构参数和气体参数》

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《一种自适应柱状密封气膜特性分析》

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根据表1与表2的参数，设定密封的转速为50000 r/min和密封进气压力为0.3 MPa，得到斜槽与直列槽的气膜压力分布图，如图4和图5所示。斜槽与直列槽的气膜压力沿轴向先升高后下降呈抛物线分布，沿周向呈瑞利锯齿状。产生以上现象的原因：旋转环带动气体高速流动并产生泵吸效应，将气体带入微槽产生动压效应使压力逐渐升高，同时偏心产生气膜厚度的楔形效应，令气膜压力在膜厚收敛区的动压效应明显增强；槽区与非槽区台阶导致气体分子的碰撞以及槽区到非槽区间气体体积变化令气膜压力呈现瑞利锯齿状，并且气流经过槽台后会引起压降，造成压力减小。通过图4与图5的对比发现：（1）直列槽的气膜压力大于斜槽，斜槽的气膜压力最大值为0.621×106Pa，直列槽的气膜压力最大值为0.7542×106Pa；（2）直列槽的气膜压力分布较斜槽更为光滑，直列槽内的气体压力稳步增加，平滑性较好，但是斜槽内的气体压力有较为明显的波动；（3）直列槽与斜槽都存在槽台，可以形成台阶效应；但是，柱面气流只有在较高的剪切速率下才能产生动压效应。由于直列槽的直通性好于斜槽，并且斜槽壁面会减弱气体力，将其分解为法向力与剪切力（图7），从而导致斜槽的气膜压力在气膜厚度发散区存在负值，该种现象在直列槽气膜压力分布中不曾出现。因此，直列槽的动压效应好于斜槽。