干氣密封T型槽底部微紋理織構(gòu)性能研究*

王競(jìng)墨 丁雪興 王世鵬 楊小成 丁俊華 梁彥兵

(蘭州理工大學(xué)石油化工學(xué)院 甘肅蘭州 730050)

雙向旋轉(zhuǎn)式干氣密封因其可以雙向旋轉(zhuǎn)具有更加穩(wěn)定的運(yùn)行性能[1]，F(xiàn)lowserve公司開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的T型槽是目前應(yīng)用最廣泛[2-3]和研究最多的雙向旋轉(zhuǎn)槽型之一，已應(yīng)用在石油化工等領(lǐng)域的高速旋轉(zhuǎn)設(shè)備中[4-5]。國(guó)內(nèi)學(xué)者也對(duì)T型槽進(jìn)行了深入研究，取得了一系列成果。ZHANG等[6]結(jié)合徑向基函數(shù)法和有限元法，解決了T型槽壓力分布問(wèn)題。白少先等[7]考慮溫度引起的端面變形，分析了擾動(dòng)頻率對(duì)密封性能的影響規(guī)律，發(fā)現(xiàn)高參數(shù)工況下對(duì)T型槽密封性能影響較大。李仁年等[8]考慮微尺度下求解N-S方程，提出基于此的T型槽非線(xiàn)性運(yùn)動(dòng)方程，證明了其求解的可行性。彭旭東等[9]將有限單元法應(yīng)用于求解雷諾方程，得到了在不同轉(zhuǎn)速、壓力下的T型槽結(jié)構(gòu)參數(shù)的變化規(guī)律。

實(shí)際應(yīng)用與理論研究業(yè)已證明，干氣密封T型槽具有較好的穩(wěn)定性，但其存在的動(dòng)壓效應(yīng)不足、摩擦磨損等問(wèn)題，目前仍未得到有效解決[10]。研究表明，在干氣密封雙向旋轉(zhuǎn)槽型中增加表面微紋理(織構(gòu))，可起到減少摩擦磨損、產(chǎn)生更好的動(dòng)壓效應(yīng)及密封性能的作用，是目前T型槽研究的又一方向。表面織構(gòu)是指采用合適的加工工藝，在不改變材料本身的前提下，在其表面制備特定形狀、排布和尺寸的微結(jié)構(gòu)陣列，獲得特殊的表面形貌，以提升材料物理性能。表面織構(gòu)(微紋理)這一概念在1966年由HAMILTON等[11]首次提出，目前該概念與技術(shù)已成功應(yīng)用在軸承和密封領(lǐng)域。相關(guān)研究表明：表面形貌的合理重構(gòu)有利于摩擦性能的改善以及提高密封動(dòng)壓效應(yīng)[12-15]。FALALEEV等[4]將開(kāi)設(shè)微槽的干氣密封設(shè)備，成功地應(yīng)用于航空汽輪機(jī)中。王衍等人[16-17]基于干氣密封微尺度流動(dòng)特性，在雙向干氣密封模型基礎(chǔ)上進(jìn)行有無(wú)微造型性能分析對(duì)比，結(jié)果表明，在相同工況下，微造型結(jié)構(gòu)的密封性能較傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)有明顯提升。以上研究雖然證明了表面織構(gòu)(微槽)對(duì)于密封效果有一定提升，但并未進(jìn)一步對(duì)干氣密封微紋理織構(gòu)進(jìn)行排列造型分類(lèi)研究與造型設(shè)計(jì)。

為進(jìn)一步了解干氣密封T型槽不同微紋理設(shè)計(jì)的密封效果，本文作者基于氣膜潤(rùn)滑原理與表面微紋理(織構(gòu))構(gòu)想，并考慮入口壓力流向及密封環(huán)本身周向旋轉(zhuǎn)的特點(diǎn)，分析一般工況下干氣密封T型槽參數(shù)對(duì)于端面氣膜密封性能的影響規(guī)律，為雙向旋轉(zhuǎn)式端面氣膜密封及其微紋理設(shè)計(jì)提供了參考依據(jù)。

1 數(shù)學(xué)模型建立

干氣密封屬于非接觸式密封，在密封端面開(kāi)設(shè)淺槽，當(dāng)干氣密封正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，介質(zhì)氣體泵吸入微槽內(nèi)，槽根處的密封壩限制了氣體流動(dòng)，介質(zhì)氣體在槽根處被擠壓，進(jìn)而產(chǎn)生動(dòng)壓效應(yīng)[18-19]。干氣密封運(yùn)行過(guò)程中，動(dòng)、靜密封環(huán)間形成了一層很薄但具有剛度的氣膜，減少了密封副的碰磨概率。圖1所示為常用的干氣密封簡(jiǎn)化系統(tǒng)模型的示意圖。

圖1 T型槽干氣密封端面結(jié)構(gòu)示意Fig.1 Schematic of T-groove dry gas seal end face structure

1.1 T型槽微紋理設(shè)計(jì)

T型槽是干氣密封動(dòng)環(huán)或靜環(huán)端面上開(kāi)設(shè)有形如字母“T”的槽型，干氣密封T型槽結(jié)構(gòu)如圖2所示?？梢?jiàn)T型槽結(jié)構(gòu)具有對(duì)稱(chēng)性，理論上其環(huán)內(nèi)各區(qū)域流場(chǎng)相同，所以在數(shù)值計(jì)算過(guò)程中選取一周期區(qū)域進(jìn)行計(jì)算。

圖2 干氣密封T型槽立體結(jié)構(gòu)Fig.2 Three-dimensional structure of T-groove dry gas seal

干氣密封T型槽平面示意圖及微紋理結(jié)構(gòu)如圖3所示?？紤]入口壓力流向及密封環(huán)本身周向旋轉(zhuǎn)的特點(diǎn)提出4種形式不同的微紋理結(jié)構(gòu)：Type 1徑向微紋理(radial-micro)，Type 2周向微紋理(circumferential-micro)，Type 3徑-周向微紋理(longitudinal-transverse)，Type 4周-徑向微紋理(transverse-longitudinal)。

圖3 干氣密封T型槽及微紋理結(jié)構(gòu)示意Fig.3 Schematic of T-groove structure of dry gas seal：(a)geometric model；(b)calculation area；(c)texture pattern

1.2 壓力控制方程建立

對(duì)于氣膜密封問(wèn)題的相關(guān)計(jì)算參考相關(guān)文獻(xiàn)[20-21]，并計(jì)算基于如下假設(shè)：

(1)忽略體積力、慣性力的作用；

(2)介質(zhì)氣體在密封端面間無(wú)明顯滑移；

(3)介質(zhì)氣體黏度和密度在膜厚方向不變化；

(4)潤(rùn)滑劑為牛頓流體(等溫、等黏度)。

1.3 邊界條件、連續(xù)性、流態(tài)判斷

基于上述假設(shè)，在密封端面上得到滿(mǎn)足質(zhì)量守恒的極坐標(biāo)下的穩(wěn)態(tài)Reynolds方程為

(1)

式中：r為端面氣膜上任意一點(diǎn)半徑，mm；θ為展開(kāi)角度，rad；h為密封間隙，μm；μ為介質(zhì)黏度，Pa·s；ω為角速度，rad/s。

參考文獻(xiàn)[22]設(shè)定壓力邊界條件：

p(ri，θ)=pi；p(ro，θ)=po

(2)

式中：ri為密封環(huán)內(nèi)徑；ro為外徑；pi為入口處壓力；po為出口處壓力。

周期邊界條件：

(3)

式中：Ng為槽數(shù)。

連續(xù)性及流態(tài)判斷：已知干氣密封端面間液膜厚度為微米級(jí)，參考流動(dòng)因子對(duì)液膜所處的流態(tài)進(jìn)行判別，端面內(nèi)流體流態(tài)設(shè)為層流[23-24]。

得到整個(gè)密封端面或者周期性結(jié)構(gòu)的壓力分布為

(4)

各系數(shù)表達(dá)式為

2 T型槽仿真計(jì)算方法

2.1 控制方程離散及精度要求

參照文獻(xiàn)[25]確定超松弛(SOR)格式及松弛因子，計(jì)算公式如下：

(5)

松弛因子Ω在流體潤(rùn)滑問(wèn)題中一般取1.5～1.8，文中取1.6。

超松弛迭代的計(jì)算結(jié)果滿(mǎn)足式(6)要求時(shí)，說(shuō)明對(duì)于壓力場(chǎng)求解完成，邊界條件如圖4所示。

圖4 強(qiáng)制性邊界條件Fig.4 Mandatory boundary conditions

(6)

氣體密封的密封介質(zhì)具有可壓縮性，并且壓力呈非線(xiàn)性，因此在求解過(guò)程中無(wú)法得到具體解析解，通常使用數(shù)值法進(jìn)行求解。文中所使用的求解方法為有限差分法。

2.2 目標(biāo)參數(shù)計(jì)算公式

(1)開(kāi)啟力

(7)

式中：ro為密封環(huán)外徑；ri為密封環(huán)內(nèi)徑。

(2)泄漏量

(8)

2.3 計(jì)算流程

密封介質(zhì)為空氣，保持出口壓力為1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓(0.1 MPa)，介質(zhì)黏度μ為1.844 8×10-5Pa·s不變，不考慮加工過(guò)程引起的槽區(qū)粗糙度變化、摩擦磨損，以轉(zhuǎn)速、進(jìn)口壓力、平均氣膜厚度、微紋理深度為自變量，計(jì)算4種微紋理結(jié)構(gòu)與微無(wú)紋理結(jié)構(gòu)T型槽的開(kāi)啟力、泄漏量。計(jì)算流程如圖5所示。

圖5 計(jì)算流程Fig.5 Calculation flow

2.4 網(wǎng)格無(wú)關(guān)性驗(yàn)證

選取1/Ng的計(jì)算域、未開(kāi)設(shè)微造型T型槽進(jìn)行驗(yàn)證。在MATLAB軟件中通過(guò)劃分不同網(wǎng)格數(shù)量進(jìn)行網(wǎng)格無(wú)關(guān)性驗(yàn)證，開(kāi)啟力(FO)和泄漏量(Q)受網(wǎng)格數(shù)量的影響最明顯，而這兩者也是判斷密封性能最重要的依據(jù)之一。保持入口壓力1 MPa、轉(zhuǎn)速10 000 r/min、氣膜厚度3 μm、槽數(shù)12不變，改變網(wǎng)格數(shù)分析了對(duì)開(kāi)啟力和泄漏量的影響，結(jié)果如圖6所示?？梢钥闯?，當(dāng)網(wǎng)格數(shù)量由110×110變?yōu)?20×120時(shí)，開(kāi)啟力和泄漏量變化幅度已不大，分別為0.003 3%和0.004%，然而所用時(shí)間由475 s大幅上升至1 680 s。因此，考慮計(jì)算速度與準(zhǔn)確性，文中選取110×110的網(wǎng)格密度。

圖6 網(wǎng)格數(shù)對(duì)開(kāi)啟力、泄漏量的影響Fig.6 Influence of grid number on opening force and leakage

2.5 計(jì)算模型驗(yàn)證

為驗(yàn)證文中數(shù)學(xué)模型與計(jì)算方法正確性，按文獻(xiàn)[26]中的幾何結(jié)構(gòu)參數(shù)與試驗(yàn)工況參數(shù)(見(jiàn)表1)，計(jì)算未開(kāi)設(shè)微紋理的干氣密封T型槽在不同氣膜厚度下的開(kāi)啟力。圖7示出了文中數(shù)值解和文獻(xiàn)試驗(yàn)值的比較。

表1 干氣密封T型槽結(jié)構(gòu)參數(shù)與工況參數(shù)Table 1 Structural and working condition parameters of T-groove dry gas seal

圖7 不同氣膜厚度下文中開(kāi)啟力數(shù)值解和文獻(xiàn)試驗(yàn)值的比較Fig.7 Comparison between numerical solution of opening force and experimental value in literature under different film thickness

由圖7可見(jiàn)，文中數(shù)值解和文獻(xiàn)試驗(yàn)值最大誤差出現(xiàn)在氣膜厚度6 μm處，且誤差不超過(guò)9%。文中數(shù)值解和文獻(xiàn)試驗(yàn)值變化趨勢(shì)一致，可以證明文中計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性。造成誤差的主要原因，一是實(shí)際氣體與理想氣體之間的差別以及試驗(yàn)中氣體平均分布不均勻，二是文獻(xiàn)中T型槽做了一定角度改變，另外文獻(xiàn)[26]中設(shè)定的工況參數(shù)為最高壓力0.5 MPa、轉(zhuǎn)速6 000 r/min，與文中設(shè)定有一定區(qū)別。

3 計(jì)算結(jié)果與討論

3.1 氣膜厚度與壓力分布

T型槽在圓環(huán)內(nèi)呈周期分布，在MATLAB軟件編程中選取單周期進(jìn)行計(jì)算，得到無(wú)微紋T型槽與4種微紋理造型T型槽單周期膜厚、壓力計(jì)算結(jié)果如圖8、9所示。

圖8 無(wú)微紋理T型槽單周期氣膜膜厚、壓力分布Fig.8 Single period film thickness(a)and pressure(b) distribution of T-groove without microtexture

在穩(wěn)態(tài)計(jì)算過(guò)程中，氣膜厚度不隨時(shí)間發(fā)生變化，即氣膜厚度分布為初始參數(shù)確定后計(jì)算得到的結(jié)果。從圖8(a)可以看到，非槽區(qū)氣膜厚度為3 μm，槽區(qū)氣膜厚度分布明顯凸起。在與壓力控制方程耦合求解時(shí)，計(jì)算程序會(huì)對(duì)氣膜分布矩陣中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)值循環(huán)取值計(jì)算。由圖8(b)所示的軸側(cè)方向的氣膜壓力分布可以看出，氣膜壓力從進(jìn)口處逐漸上升，在壓力達(dá)到最高值后，氣膜壓力隨著徑向半徑的減小而先增大后減小，對(duì)應(yīng)圖8(a)中的氣膜厚度分布。

圖9所示為4種帶有有序微紋理設(shè)計(jì)的T型槽氣膜膜厚分布，可以看到在相同T型槽基底的基礎(chǔ)上，可視化立體圖中4種微紋理設(shè)計(jì)的區(qū)別。在穩(wěn)態(tài)計(jì)算過(guò)程中，氣膜厚度同樣不隨時(shí)間發(fā)生變化，因有序微紋理設(shè)計(jì)壓力分布在形貌與縱坐標(biāo)范圍下數(shù)值區(qū)別不明顯，故文中未列出其壓力分布。

圖9 4種微紋理T型槽單周期氣膜膜厚分布Fig.9 Single period film thickness distribution of T-grooves with four types of microtexture： (a)Type 1；(b)Type 2；(c)Type 3；(d)Type 4

3.2 轉(zhuǎn)速對(duì)密封性能的影響

在壓力1 MPa、平均氣膜厚度3 μm、微紋理深度1.5 μm條件下，研究了開(kāi)啟力、泄漏量隨轉(zhuǎn)速的變化趨勢(shì)，結(jié)果如圖10所示?？梢钥闯觯_(kāi)設(shè)微紋理槽型與未開(kāi)設(shè)微紋理槽型的開(kāi)啟力、泄漏量隨轉(zhuǎn)速的變化規(guī)律一致，但開(kāi)設(shè)微紋理槽型與未開(kāi)設(shè)微紋理槽型相比，開(kāi)啟力明顯增大，泄漏量明顯減小。如圖10(a)所示，開(kāi)啟力隨轉(zhuǎn)速增加呈拋物線(xiàn)形式增長(zhǎng)，因?yàn)殡S轉(zhuǎn)速增加，槽內(nèi)動(dòng)壓效應(yīng)增強(qiáng)，因此開(kāi)啟力整體增大；Type 1和Type 3結(jié)構(gòu)、Type 2和Type 4結(jié)構(gòu)開(kāi)啟力數(shù)值相近，Type 3結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的氣膜開(kāi)啟力更大。如圖10(b)(c)所示，泄漏量隨轉(zhuǎn)速增加而略微減小(最大值與最小值相差2×10-6)，說(shuō)明轉(zhuǎn)速不是引起泄漏量變化的主要因素，但隨著轉(zhuǎn)速提高，線(xiàn)速度提高，離心慣性力阻礙氣體流動(dòng)，一部分將要溢出的氣體被向心力帶回，因而泄漏量略微減小。開(kāi)設(shè)微織構(gòu)槽型相比于無(wú)微織構(gòu)槽型，泄漏量減小約75%，Type 3結(jié)構(gòu)泄漏量在轉(zhuǎn)速變化過(guò)程中總體最小。

圖10 開(kāi)啟力、泄漏量隨轉(zhuǎn)速的變化Fig.10 Changes of opening force and leakage with rotation speed：(a)rotation speed vs opening force；(b)rotation speed vs leakage (4 types of microtexture grooves)；(c)rotation speed vs leakage(without microtexture groove)

對(duì)比4種微紋理槽型仿真結(jié)果可知，在不同轉(zhuǎn)速下，在開(kāi)啟力與泄漏量方面均是Type 3結(jié)構(gòu)(縱-橫微紋理結(jié)構(gòu))表現(xiàn)最佳。

3.3 壓力對(duì)密封性能的影響

在轉(zhuǎn)速10 000 r/min、平均氣膜厚度3 mm、微紋理深度1.5 μm條件下，出口壓力保持1個(gè)大氣壓(0.1 MPa)不變，改變進(jìn)口壓力，研究了開(kāi)啟力、泄漏量隨進(jìn)口壓力的變化趨勢(shì)，結(jié)果如圖11所示?？梢钥闯?，開(kāi)設(shè)微紋理槽型與未開(kāi)設(shè)微紋理槽型的開(kāi)啟力、泄漏量隨入口壓力的變化規(guī)律一致。如圖11(a)所示，開(kāi)啟力隨壓力增大呈線(xiàn)性增長(zhǎng)，由于進(jìn)口壓力的增大使密封環(huán)內(nèi)外壓差增大，加快密封區(qū)域流體向低壓側(cè)流動(dòng)，動(dòng)壓效果增強(qiáng)，開(kāi)啟力增大，說(shuō)明壓力是影響開(kāi)啟力變化的主要因素。4種微紋理槽型中，Type 3結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的開(kāi)啟力最大，無(wú)微紋理槽型處在4種微紋理槽型中間位置。如圖11(b)(c)所示，泄漏量隨壓力增大而增大，泄漏量增加是由于進(jìn)口壓力增大使得密封環(huán)內(nèi)外壓差增大，壓差增加導(dǎo)致密封介質(zhì)向低壓側(cè)流動(dòng)，因此泄漏量變大。開(kāi)設(shè)微織構(gòu)槽型相比于無(wú)微織構(gòu)槽型泄漏量明顯減小，其中Type 4結(jié)構(gòu)泄漏量最小，但4種微織構(gòu)槽型泄漏量相差不大(最大相差5×10-6)，無(wú)微紋理槽型處在4種微微織構(gòu)槽型中間位置。

圖11 開(kāi)啟力、泄漏量隨入口壓力的變化Fig.11 Changes of opening force and leakage with inlet pressure：(a)pressure vs opening force；(b)pressure vs leakage

對(duì)比4種微紋理槽型可知，隨壓力升高，開(kāi)啟力與泄漏量均有明顯提升，但二者的數(shù)量級(jí)不同，因此以浮漏比(開(kāi)啟力/泄漏量)為參量，隨壓力升高，T型槽動(dòng)壓效果更好，且Type 3結(jié)構(gòu)(縱-橫微紋理結(jié)構(gòu))整體表現(xiàn)更好。

3.4 氣膜厚度對(duì)密封性能的影響

在轉(zhuǎn)速10 000 r/min、進(jìn)口壓力1 MPa、微紋理深度1.5 μm條件下，改變平均氣膜厚度，研究了開(kāi)啟力、泄漏量隨平均氣膜厚度的變化趨勢(shì)，結(jié)果如圖12所示?？梢钥闯?，4種微紋理T型槽隨平均氣膜厚度的變化規(guī)律一致，而無(wú)微紋理T型槽隨氣膜厚度增加變化不明顯。如圖12(a)所示，開(kāi)啟力隨氣膜厚度增加而減小，這是因?yàn)槠骄鶜饽ず穸仍黾樱芊忾g隙增大，動(dòng)壓效果減小，因而開(kāi)啟力呈拋物線(xiàn)性減小。4種微紋理槽型中，Type 2結(jié)構(gòu)的開(kāi)啟力減小最大，當(dāng)氣膜厚度到達(dá)6.5 μm后，Type 2、4開(kāi)啟力小于無(wú)微紋理T型槽。如圖12(b)(c)所示，泄漏量隨氣膜厚度增加而略微變大(變化為6×10-6)，這是因?yàn)槠骄鶜饽ず穸仍黾樱芊忾g隙變大，因此泄漏量變大。開(kāi)設(shè)微織構(gòu)槽型相比于無(wú)微織構(gòu)槽型泄漏量明顯減小(最大值相比較減小約80%)，Type 2和Type 4結(jié)構(gòu)、Type 1和Type 3結(jié)構(gòu)泄漏量數(shù)值相近，Type 2結(jié)構(gòu)泄漏量整體最大。

圖12 開(kāi)啟力、泄漏量隨氣膜厚度的變化Fig.12 Changes of opening force and leakage with film thickness：(a)average film thickness vs opening force；(b)average film thickness vs leakage(4 types of microtexture grooves)；(c)average film thickness vs leakage(without microtexture groove)

3.5 微紋理深度對(duì)密封性能的影響

在轉(zhuǎn)速10 000 r/min、進(jìn)口壓力1 MPa、平均氣膜厚度3 μm條件下，改變微紋理深度，研究了開(kāi)啟力、泄漏量隨微紋理深度的變化趨勢(shì)，結(jié)果如圖13所示。如圖13(a)所示，隨微紋理深度增加開(kāi)啟力總體呈上升趨勢(shì)，這是因?yàn)槲⒓y理深度增加，使得動(dòng)環(huán)槽區(qū)與靜環(huán)距離減小，類(lèi)似于氣膜厚度減小，槽區(qū)間隙減小，動(dòng)壓效果增強(qiáng)。4種微紋理槽型中，Type 1、3結(jié)構(gòu)開(kāi)啟力增加明顯，Type 3結(jié)構(gòu)開(kāi)啟力數(shù)值最大；Type 2、4結(jié)構(gòu)在微紋理深度到達(dá)1.5 μm后動(dòng)壓效果減弱，開(kāi)啟力增量減小。如圖13(b)所示，隨微紋理深度增加泄漏量總體呈上升趨勢(shì)，這是因?yàn)槲⒓y理深度增加，使得槽區(qū)與非槽區(qū)高度差進(jìn)一步變大，使氣體泄漏溢出，其中Type 2結(jié)構(gòu)泄漏量整體增加最大。

圖13 開(kāi)啟力、泄漏量隨微紋理深度的變化Fig.13 Changes of opening force and leakage with microtexture depth：(a)microtexture depth vs opening force：(b)microtexture depth vs leakage

綜上所述，具有微紋理織構(gòu)的T型槽在同等工況參數(shù)變化的情況下對(duì)開(kāi)啟力提升、泄漏量減小效果明顯，可能原因是微紋理織構(gòu)本身具備一定的導(dǎo)流介質(zhì)氣體效果，對(duì)于徑向流速起到減弱作用。T型槽槽型較寬，本身導(dǎo)流效應(yīng)較弱，因而設(shè)計(jì)微造型結(jié)構(gòu)對(duì)該類(lèi)槽型的流動(dòng)有序性改善效果更加明顯，尤其在Type 3結(jié)構(gòu)中，介質(zhì)氣體隨徑向紋理導(dǎo)流，在啟動(dòng)階段被周向紋理環(huán)繞更少溢出，因此Type 3結(jié)構(gòu)(縱-橫微紋理結(jié)構(gòu))T型槽動(dòng)壓效果最好。

文中計(jì)算結(jié)果與文獻(xiàn)[16]相比較可間接驗(yàn)證計(jì)算結(jié)果合理性。對(duì)比4種微紋理T型槽可知，在相同工況情況下，縱-橫微紋理結(jié)構(gòu)(Type 3結(jié)構(gòu))開(kāi)啟力更大、泄漏量更小，因此密封性能更好；徑向微紋理結(jié)構(gòu)(Type 1結(jié)構(gòu))相比于周向微紋理結(jié)構(gòu)(Type 2結(jié)構(gòu))所產(chǎn)生的效果更好；復(fù)合結(jié)構(gòu)(Type 3縱-橫微紋理結(jié)構(gòu))相較于單一結(jié)構(gòu)(Type 1徑向微紋理結(jié)構(gòu) )效果更好。

4 結(jié)論

(1)轉(zhuǎn)速和壓力增大、氣膜厚度降低均可提高開(kāi)啟力，開(kāi)啟力的主要影響因素為入口壓力；壓力提高、氣膜厚度變大、轉(zhuǎn)速降低均會(huì)引起泄漏量增加，泄漏量的主要影響因素為壓力與微紋理深度。

(2)工況參數(shù)的變化不會(huì)改變微紋理槽型的動(dòng)力學(xué)變化規(guī)律，且4種微紋理槽型的變化規(guī)律基本一致。

(3)微紋理設(shè)計(jì)中，徑向微紋理排列相比于周向排列所產(chǎn)生的動(dòng)壓效果更好；復(fù)合型微紋理造型設(shè)計(jì)比單一微紋理排列結(jié)構(gòu)密封性能表現(xiàn)更好，縱-橫微紋理結(jié)構(gòu)(Type 3結(jié)構(gòu))T型槽動(dòng)壓效果最好。