于 磊, 曾 云, 钱 晶, 郭志成, 王 伟, 邹屹东

(昆明理工大学冶金与能源工程学院, 昆明 650098)

水轮机发电机组轴系振动是影响机组运行安全的主要因素之一, 而水轮机密封结构复杂、间隙小, 止漏装置前后压力差较大, 易在间隙中产生压力脉动形成密封力,因此水轮机密封力对轴系振动的影响引起了广泛关注．孔达等[1]对比Thomas-Alford模型、Black-Childs模型、Muszynska模型在非线性密封力研究中的应用, 验证了Muszynska模型的合理性; Zhang等[2]利用Muszynska模型描述密封间隙产生的非线性流体力, 并采用摄动法对密封腔产生的流体力进行数值模拟; Wu等[3]建立了一个在不平衡磁拉力和Muszynska非线性密封力作用下的简化轴系模型,研究了混流式水轮机密封系统的非线性稳定性; He等[4]基于双控制容积模型和转子的运动方程, 提出了一种描述转子密封系统密封力的非线性模型．也有学者通过CFD软件研究转子密封, Zhang等[5]基于非线性Muszynska模型, 通过CFD直接瞬态模拟研究大静偏心和大动扰动下的环形密封; Griebel[6]结合试验数据与两种不同CFD模型的计算结果, 研究了叶片密封的泄漏性能; Woo等[7]通过CFD分析了螺旋槽密封的泄漏特性,提出了改进螺旋槽密封形状以减少泄漏的建议．

密封转子系统的研究主要围绕临界失稳转速展开．从转子动力学来看, 轴系振动采用集中参数模型时,引入非线性外力,导致振动模型中演变出阻尼和刚度耦合．若将振动系统解耦为单自由度问题,则诸多经典振动力学理论均可用于系统振动特……