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
依然小爽发布了新的文献求助10
1秒前
英吉利25发布了新的文献求助10
1秒前
攀登完成签到,获得积分10
1秒前
年轻的若发布了新的文献求助10
2秒前
12完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
群山完成签到 ,获得积分10
2秒前
lu完成签到,获得积分20
2秒前
njy完成签到,获得积分10
2秒前
3秒前
3秒前
妙妙妙妙鸭完成签到,获得积分10
3秒前
gao发布了新的文献求助10
3秒前
木南发布了新的文献求助10
3秒前
李健的小迷弟应助shuailee采纳,获得10
3秒前
immortal完成签到,获得积分10
4秒前
x25666完成签到,获得积分10
4秒前
李晓北发布了新的文献求助10
4秒前
朝暮完成签到 ,获得积分10
4秒前
lu发布了新的文献求助10
5秒前
吴龙完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
雁菡完成签到,获得积分10
5秒前
飞快的书南完成签到 ,获得积分10
6秒前
萤火微光完成签到,获得积分10
6秒前
7秒前
超超完成签到,获得积分10
7秒前
8秒前
张欢馨应助add采纳,获得10
9秒前
丸子完成签到 ,获得积分10
9秒前
Powerfulg完成签到,获得积分10
9秒前
如梦山河完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
依然小爽完成签到,获得积分10
10秒前
kang发布了新的文献求助10
11秒前
JamesPei应助bodao采纳,获得10
11秒前
吃土豆的蛋黄酱完成签到,获得积分10
13秒前
13秒前
舒适的如萱应助family采纳,获得10
13秒前
年轻的若完成签到,获得积分10
13秒前
高分求助中
(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
APA handbook of comparative psychology: Basic concepts, methods, neural substrate, and behavior 1000
Child and Adolescent Mental Health 600
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
The fast track to determining transfer functions of linear circuits: The student guide 500
Römisch-Germanische Forschungen 500
Electric machines: theory, operating applications, and controls 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 7599326
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9175545
关于积分的说明 19645274
捐赠科研通 7175474
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3268468
关于科研通互助平台的介绍 2432954
邀请新用户注册赠送积分活动 2261982