Theoretical and experimental research towards labyrinth sealing mechanism of liquid nitrogen in the cryogenic spindle

空化 泄漏(经济) 过冷 液氮 印章(徽章) 材料科学 机械 变形(气象学) 迷宫式密封 热的 机械工程 复合材料 工程类 热力学 化学 刚度 物理 经济 有机化学 视觉艺术 艺术 宏观经济学
作者
Kuo Liu,Lingsheng Han,Yongqing Wang,Lei Zhu,Di Zhao,Xu Li,Shaowei Jiang
出处
期刊:Mechanical Systems and Signal Processing [Elsevier BV]
卷期号:167: 108502-108502 被引量:7
标识
DOI:10.1016/j.ymssp.2021.108502
摘要

Labyrinth seal works as an inter-stage seal in the cryogenic spindle which is provided with the through-tool cooling feature of liquid nitrogen. The thermoelastic deformation of seal teeth and cryogenic cavitation inevitably take place in labyrinth sealing for liquid nitrogen which really matters the cryogenic sealing. It is highly essential to discuss how these factors impact the sealing effectiveness at the theoretical level. This study aims to theoretically model the cryogenic labyrinth seal in the spindle. New leakage equations concerning both deformation and cavitation are presented for a quantitative calculation, in which their effects on sealing capacity are revealed. Confirmations of the calculation results with experimental data are performed to better recognize the phenomena arising in sealing process in the spindle. The results indicate that the equations heavily rely on seal structural parameters and fluid physical variables. The structural parameters can be altered by the deformation especially the increase of tooth clearance leads to a leakage rise. The physical variables are changed by the cavitation, particularly the formation of vapor phase decreases the leakage. However, the cavitation has a greater impact on the leakage than the deformation when below the critical supercooling. Low inlet pressure, low supercooling and seal material with low thermal expansion coefficient can promote the improvement of sealing capability. This work suggests series of relatively complete theoretical models for the cryogenic labyrinth seal.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
陈陈发布了新的文献求助10
刚刚
1秒前
Ava应助三年六班李子明采纳,获得10
1秒前
东方岚120完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
燕子发布了新的文献求助10
1秒前
巴拉完成签到,获得积分10
1秒前
xuan发布了新的文献求助10
2秒前
ju发布了新的文献求助10
2秒前
凌时爱吃零食应助mannich采纳,获得10
2秒前
2秒前
千千浅完成签到,获得积分10
2秒前
3秒前
伟卫完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
hahaha发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
jhy0803完成签到,获得积分20
5秒前
kevin_kong完成签到,获得积分10
6秒前
暮寻屿苗完成签到 ,获得积分10
6秒前
6秒前
Connie完成签到,获得积分10
6秒前
齐齐完成签到,获得积分10
6秒前
Hello应助研友_n0DWDn采纳,获得10
7秒前
abcd完成签到,获得积分10
7秒前
卡尔拉完成签到,获得积分10
7秒前
SSR发布了新的文献求助10
8秒前
SunGuangkai发布了新的文献求助10
8秒前
风汐5423完成签到,获得积分10
8秒前
Dongsy发布了新的文献求助10
8秒前
xuan发布了新的文献求助10
8秒前
杨头发布了新的文献求助10
8秒前
杜相恒发布了新的文献求助10
8秒前
星星完成签到,获得积分10
9秒前
酷波er应助zzzz采纳,获得10
9秒前
egnaro发布了新的文献求助10
9秒前
dxp完成签到,获得积分20
9秒前
酷波er应助轻松冷之采纳,获得10
10秒前
10秒前
齐齐发布了新的文献求助10
10秒前
高分求助中
Markov Chain Monte Carlo 10000
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Common Foundations of American and East Asian Modernisation: From Alexander Hamilton to Junichero Koizumi 5000
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 610
政治传播过程中的外交与说服——以中苏友好协会为例的历史考察 566
Discerning Saints: Moralization of Intrinsic Motivation and Selective Prosociality at Work 500
Handbuch Trainingswissenschaft – Trainingslehre 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7580420
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9159978
关于积分的说明 19597009
捐赠科研通 7163143
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3265875
关于科研通互助平台的介绍 2430782
邀请新用户注册赠送积分活动 2256832