径向入流冷却箔片型气体动压止推轴承气动和热特性数值研究

简介

针对高转速箔片型气体动压止推轴承的热管理需求,在轴承运行状态稳定、弹性变形恒定的主要假设前提下开展了带冷却空气径向入流的三维流-固耦合数值模拟,以获得旋转速度、径向入流质量流量和气膜层出口方式对气动和热特性的影响。研究结果表明,气膜间隙出口方式对转盘表面压力分布具有明显的影响,相对于气膜间隙出口完全封严情形,无封严出口下径向入流可以贯通气膜层通道,使得转盘和止推顶箔冷却效果得以改善、径向入流压降减小,但同时也带来止推力下降10.7%~32.5%的负面影响;径向入流质量流量的增加不仅可以起到有效的冷却作用,而且对轴承止推力也起到了较好的增强作用;气膜间隙出口封严方式对转盘和止推顶箔冷却效果的影响在高转速下更为显著,对径向入流压降和止推力的影响则在较大的径向入流质量流量下较为明显,止推力增幅随流量变化从0.8%提升至23.3%,压降则提高了0.5%~15%。