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
喻永卓发布了新的文献求助10
刚刚
小二郎应助秦时明月采纳,获得10
1秒前
炙热雅琴发布了新的文献求助10
1秒前
巧克力发布了新的文献求助10
1秒前
月星发布了新的文献求助30
2秒前
CipherSage应助大南方采纳,获得10
2秒前
2秒前
4秒前
Yeah发布了新的文献求助10
4秒前
知性的平凡完成签到,获得积分10
4秒前
喵桑发布了新的文献求助10
4秒前
6秒前
6秒前
7秒前
Ruby发布了新的文献求助10
10秒前
qyc发布了新的文献求助10
10秒前
开朗清涟发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
红雨瓢泼完成签到,获得积分10
12秒前
科研通AI6.4应助hyg采纳,获得10
15秒前
15秒前
所所应助123采纳,获得10
16秒前
Yeah完成签到,获得积分10
16秒前
17秒前
稳重的胡萝卜完成签到,获得积分20
18秒前
周鑫怡关注了科研通微信公众号
18秒前
青春梦完成签到 ,获得积分10
19秒前
情怀应助今晚雨很大采纳,获得10
20秒前
Snow完成签到,获得积分10
20秒前
21秒前
22秒前
22秒前
zdx1022发布了新的文献求助10
23秒前
斯文败类应助科研通管家采纳,获得10
23秒前
烟花应助科研通管家采纳,获得10
23秒前
Copyright应助科研通管家采纳,获得10
23秒前
汉堡包应助科研通管家采纳,获得10
23秒前
斯文败类应助科研通管家采纳,获得10
23秒前
完美的翼应助科研通管家采纳,获得10
23秒前
23秒前
高分求助中
Prescott's Microbiology: 2026 Release ISE 10000
University Physics with Modern Physics, 16th edition 10000
Cronologia da história de Macau 5000
Merrill's Atlas of Radiographic Positioning and Procedures - 3-Volume Set, 16th Edition 2000
Organic Reactions, Volume 118 1000
Interactions of Vowel Quality and Prosody in East Slavic 1000
Erwählung und Berufung bei Paulus: Bedeutung, Entwicklung und Funktion einer Vorstellung in ihrem frühjüdischen und griechisch-römischen Kontext 850
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 7139604
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8787755
关于积分的说明 18577173
捐赠科研通 6727940
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3155188
关于科研通互助平台的介绍 2282501
邀请新用户注册赠送积分活动 2129657