Введение
Глава 1 Современное состояние исследований в области систем «сухих» газодинамических уплотнений для центробежных компрессорных машин 18
1.1 Конструктивные схемы СГУ, принцип работы, область применения 18
1.2 Описание работы газодинамической ступени СГУ 25
1.3 Формы газодинамических канавок 26
1.4 Форма канавки под резиновое уплотнительное кольцо в стальном поджимающем кольце 29
1.5 Конструкции барьерного уплотнения 30
1.6 Классификация СГУ по
конструктивному исполнению 32
1.7 Материалы газодинамических колец СГУ 35
1.8 Современное состояние методов расчёта 36
1.9 Экспериментальные исследования СГУ 61
1.10 Опыт внедрения 65
1.11 Выводы, постановка задачи исследования 69
Глава 2 Математическая модель работы СГУ 73
2.1 Допущения в математической модели работы СГУ.. 75
2.2 Уравнение для давлений в уплотнительном зазоре 78
2.3 Уравнение для температуры в уплотнительном зазоре 82
2.4 Зависимости вязкости и плотности газа от температуры 84
2.5 Уравнение теплопроводности для газодинамических колец 84
2.6 Определение коэффициента теплоотдачи 87
2.7 Уравнение упругого равновесия для
газодинамических колец 89
2.8 Условие равновесия аксиально-подвижного кольца... 92
2.9 Интегральные характеристики СГУ 93
2.10 Реализация математической модели СГУ 93
2.11 Выводы 94
Глава 3 Расчётное исследование влияния режимных параметров работы ЦК, геометрических размеров газодинамических колец на характеристики СГУ и форму уплотнительного зазора 95
3.1 Влияние режимных параметров работы ЦК на характеристики СГУ 104
3.1.1 Влияние уплотняемого давления Р0 на характеристики СГУ Ю4
3.1.2Влияние скорости вращения ротора п на характеристики СГУ 113
3.1.3Влияние уплотняемой температуры Г0 на характеристики СГУ 115
3.1.4Характер изменения Н^п и Q в зависимости
3.2 Влияние режимных параметров работы ЦК на деформации газодинамических колец и форму уплотнительного зазора 117
3.2.1 Влияние уплотняемого давления Р0 на деформации газодинамических колец и форму уплотнительного зазора Х1
3.2.2Влияние скорости вращения ротора п на деформации газодинамических колец и форму уплотнительного зазора 127
3.2.3Влияние уплотняемой температуры Г0 на деформации газодинамических колец и форму уплотнительного зазора
3.2.4Характер изменения деформаций газодинамических колец и формы зазора от Р0, п, Т0 140
3.3 Влияние размеров, газового слоя 7ft,772,6\,02,RKaHl,RmH2,Rx,R2,S,ReH на минимальный зазор, расход утечки, форму уплотнительного зазора и коэффициент конусности
3.3.1 Влияние соотношения угловой протяжённости элемента «канавка выступ» г/х- г/2 141
3.3.2Влияние углов наклона газодинамической канавки в1,в2 144
З.З.ЗВлияние радиусов канавки RKcmi,RKcm2 148
3.3.4Влияние радиуса окончания канавок R2 151
3.3.5Влияние наружного радиуса колец Rx 154
З.З.бВлияние внутреннего радиуса
аксиально-подвижного кольца ReH 157
3.3.7Влияние глубины газодинамической канавки 5 160
3.3.8Характер изменения Н^п, Q, Ку и формы
уплотнительного зазора от щ,щ,вх,в2,RmHl,RmHl,Rl,R1,S,RBH 163
3.4 Влияние размеров R^LJ^R^L^ RebmJebmna деформации рабочих поверхностей газодинамических колец, форму уплотнительного зазора и коэффициент конусности
3.4.1 Влияние внутреннего радиуса
вращающегося кольца R3 166
3.4.2Влияние толщины вращающегося кольца Ьд ЗАЗВлияние размера аксиально-подвижного
кольца 1Х 171
3.4.4Влияние размера аксиально-подвижного кольца /2 173
3.4.5Влияние наружного радиуса аксиально-подвижного кольца Яш 175
3.4.6Влияние толщины аксиально-подвижного кольца LK 177
3.4.7Влияние размеров выточки на тыльной стороне аксиально-подвижного кольца Явыт, 1выт 179
3.4.8Характер изменения деформаций рабочих поверхностей газодинамических колец, формы уплотнительного зазора и коэффициента конусности от
3.5 Влияние радиусов установки резиновых уплотнительных колец RKop, R на характеристик СГУ 187
3.5.1 Влияние радиуса установки резинового уплотнительного кольца RKop 188
3.5.2Влияние радиуса установки резинового уплотнительного кольца R 189
3.6 Исследование влияния материала для газодинамических колец на форму уплотнительного зазора 192
3.7 Рекомендации по определению предпочтительных значений минимального зазора Н^п и коэффициента конусности Ку 194
Глава 4 Экспериментальные исследования работы СГУ 198
4.1 Описание экспериментального стенда 199
4.2 Оценка точности экспериментальных данных 202
4.3 Экспериментальное определение профиля давления в уплотнительном зазоре 204
4.3.1 Схема замера распределения давления 205
4.3.2 Программа и методика проведения экспериментов 207
4.3.3 Результаты замеров давления 208
4.4 Экспериментальное определение температуры по радиусу аксиально-подвижного кольца 212
4.4.1 Схема замера распределения температуры 213
4.4.2 Программа и методика проведения эксперимента 214
4.4.3 Результаты замеров температуры 215
4.5 Экспериментальное определение расхода утечки газа 216
4.5.1 Программа и методика проведения экспериментов 217
4.5.2 Результаты замеров расхода утечки 218
4.6 Выводы 220
Глава 5 Разработка, пуско-наладочные работы и
эксплуатация систем СГУ в центробежных
компрессорных машинах 222
5.1 Разработка узлов СГУ для центробежных
компрессорных машин 222
5.2 Типоразмерный ряд «сухих» газодинамических
уплотнений для центробежных компрессорных машин 232
5.3 Системы регулирования и контроля работы СГУ 234
5.4 Способы борьбы с загрязнениями «сухих» газодинамических уплотнений 240
5.5 Монтаж, демонтаж СГУ в корпус сжатия ЦК 244
Заключение 248
Литература
