文中采用商业CFD软件建立有限元模型，并采用k-ε两方程湍流模式求解了蜂窝密封的流动特性。从能量转化的角度分析解释了蜂窝密封具有良好封严特性的原凶。计算结果表明，由于蜂窝密封特殊六边形结构将泄漏流体分割成小涡流，更有效地将气体能量转化为热能，从而减小泄漏；梳齿密封由于环向流动存在，削弱了能量耗散，泄漏量比较大。同时说明合适的蜂窝芯格尺寸和蜂窝深度会提高能量耗散，达到最佳的封严效果。文中的研究成果为透平机械中应用蜂窝密封提供了理论依据和技术支持。

为了改善密封-转子系统流体激振问题,提出了一种结构新颖的整体式挤压油膜阻尼器(ISFD)。基于ISFD建立了密封-转子系统的动力学模型,并搭建了该系统的实验台,探究了ISFD对转子动力学特性的影响规律;对比了一定工况条件下,刚性支承和ISFD支承密封-转子系统的振动幅值变化;分别开展了不同转速和不同偏心率条件下,密封-转子系统响应变化的实验研究。研究结果表明:在不同工况条件下,与刚性支承相比,ISFD支承密封-转子系统的振动幅值降低幅度达到40%~70%,并且ISFD使转子的轴心轨迹由复杂的形状变成趋近于椭圆形;ISFD对转子不平衡力和流体激振力引起的振动均有良好的抑制效果,可以有效地抑制转子-密封系统的流体激振。

针对某大型煤化工企业所用汽轮机出现的高温蒸汽泄漏问题,对汽轮机前汽封加以改造,进行了基于蜂窝密封技术的结构设计、仿真分析和应用研究。在原始梳齿密封结构的基础上,进行了蜂窝密封结构设计;利用CFD软件对密封流场进行了仿真分析,研究了梳齿密封和蜂窝密封的密封性能差异;研究了梳齿结构、蜂窝芯格深度和蜂窝芯格直径对蜂窝密封性能的影响;最后,加工了新型蜂窝密封件,对汽轮机前汽封进行了改造,验证了蜂窝密封的密封性能。研究结果表明:结构合理的蜂窝密封能够有效地降低汽轮机高温蒸汽泄漏量;在有齿的转子结构上使用具有梳齿结构的蜂窝密封,密封性能更好;蜂窝芯格深度越深、蜂窝芯格直径越小的蜂窝密封的密封性能越好;进行蜂窝密封改造后,汽轮机径向瓦的温度降低了20℃,振动降低了45%,机组的运行效率和安全稳定性得到了提...

针对内蒙古某煤化工厂空分增压机组在生产过程中存在的推力轴承瓦温度偏高等问题,提出了对增压机级间密封进行整体蜂窝技术改造的方案。通过对级间密封结构优化前后叶轮端面轴向受力变化的理论分析及利用计算流体动力学(CFD)软件进行仿真验证,得出级间密封的失效是引起转子轴向力变大的主要原因,并对增压机级间密封进行了蜂窝技术改造。改进后的级间密封结构使得增压机级间串气量减小,叶轮两侧高压气体压力差有所降低,各级压缩效率得到提高,解决了推力轴承瓦温度偏高和气体出口压力不足等问题。蜂窝密封技术在空分增压机级间密封上的成功应用,为解决高速离心压缩机轴向力过大这一问题提供了新的有效方案和改进措施,值得进一步应用推广。

为了解决某石化企业柱塞泵入口管线的振动问题,研究了阻尼减振技术。在测量振动管道的布置参数后,用ANSYS建立管道模型并进行模态分析,结合现场管道的振动情况,找出管道振动的原因,并提出解决方案;进一步运用SAP2000进行阻尼减振模拟仿真,提出了优化方案。在柱塞泵不停机、管道结构不改变的情况下,按指定方案安装阻尼器后,柱塞泵入口管线的最大振幅由1 175μm降到了132μm,降幅高达89%。改造后的管线所有测点振动幅值降幅都超过了70%,且处于安全范围之内,实现了整个机组长期稳定运行。

人工自愈是在故障机理和风险分析的基础上,通过仿生设计赋予机器自发作用的维持健康状态的能力,从而使机器储存、补充和调动自愈力以维持机体的健康状态。透平压缩机、发电机组和航空发动机等动力机械是工业和国防的心脏设备,一旦发生故障将导致事故和巨大损失,在运行中通过自监测、自诊断和主动控制来抑制故障的发生以实现自愈化,是机器向高级智能阶段发展研究中的一个重要方向。本文总结了北京化工大学诊断与自愈工程（DSE）研究中心在人工自愈与动力机械振动故障靶向抑制方面的主要研究工作及成果,并以转子轴系不平衡和压缩机转子失稳振动为例,证明了靶向抑制方法的有效性。以上成果可为自主开发具有自愈功能的智能动力机械提供科学依据。

为了解决双轴串联的旋转机械在临界转速处产生共振问题,搭建了双跨转子实验台,在不改变原有支撑形式的条件下将磁流变阻尼器分别安装在串联的轴1、轴2上,并建立双跨轴系振动的半主动控制系统,采用比例-积分-微分（PID）控制方法,以振幅为反馈参数实时调节阻尼器电流,在线抑制双跨轴系的振动,并在此基础上通过整定PID控制的比例系数K研究其值对振动控制效果的影响。实验结果表明：基于磁流变阻尼器的PID控制系统可以有效控制两个串联轴在临界转速附近的振动;对临界振幅过大的转子宜采用较大K值,而对临界振幅较小的转子可适当减小K值。

针对旋转机械常见的转子不对中故障,设计了一种弹性阻尼支承—整体式挤压油膜阻尼器（ISFD）,研究ISFD弹性阻尼支承对转子不对中故障的振动抑制效果。运用有限元方法分析转子不对中力学模型,搭建单跨双支承转子实验台,模拟转子不对中故障,并对ISFD弹性阻尼支承的减振特性进行实验研究。实验结果表明：不对中故障导致转子振动增大,ISFD弹性阻尼支承可以有效减小振动,转子一倍频的降幅达到90.0%,二倍频的降幅达到97.5%。

基于稳态计算流体动力学（CFD）方法,研究了压差对旋转直通式迷宫气封泄漏、流场和流场力的影响。通过网格密度分析验证了稳态CFD方法满足计算精度要求,通过影响和敏感度分析给出了压差的变化对泄漏量、流场速度流线、总压强分布、流体压力和流体粘滞力的影响。研究结果表明：随着压差的增大,泄漏量、径向流体压力、轴向流体压力、总流体压力、径向流体粘滞力、轴向流体粘滞力和总流体粘滞力均增大。

迷宫密封的转子和定子部件之间的流场和流场力直接影响转子的振动和稳定性。为了深入了解迷宫密封的流场和流场力特性,选取旋转直通式迷宫气封为研究对象,利用稳态CFD分析方法,研究密封入口长度对旋转直通式迷宫气封泄漏、流场和流场力的影响。考虑和不考虑入口预旋的影响,计算不同入口长度的旋转直通式迷宫气封的泄漏量、流场速度流线、总压强分布、流体压力和流体黏滞力。结果表明随着入口长度的增大,密封流场泄漏量先增加后减小,转子表面流体压力和流体黏滞力先增加后快速减小;入口长度影响着直通式迷宫气封流场力,存在一个特定的入口长度,使转子表面的流体压力和流体黏滞力最大;当考虑入口预旋时,泄漏量、流体压力和流体黏滞力均有所减小。