Theoretical and Experimental Study of Cavitation Effects on the Dynamic Characteristic of Spiral-Groove Rotary Seals (SGRSs)

材料科学 螺旋(铁路) 空化 刚度 雷诺数 雷诺方程 计算 机械 机械工程 数学 物理 工程类 复合材料 算法 湍流
作者
Yi Zhao,Chao Wei,Shuai Yuan,Jibin Hu
出处
期刊:Tribology Letters [Springer Science+Business Media]
卷期号:64 (3) 被引量:29
标识
DOI:10.1007/s11249-016-0784-6
摘要

A theoretical model is developed to analyze oil-film stiffness and damping coefficients of SGRSs using two different cavitation models, i.e., the Reynolds and JFO boundary conditions. By applying the small perturbation method, the steady and perturbed Reynolds equations could be obtained. The control volume method was used for the spiral grooves, and the upwind scheme was applied to improve the convergence of the solution. The performance of the computation algorithm was studied by analyzing the mesh dependencies and computing power. A new test setup was built to measure oil-film stiffness, to verify the theoretical models, and to study the validity of the Reynolds and JFO boundary conditions. A representative SGRS was analyzed at different operating speeds and inlet pressures to investigate the occurrence of cavitation and the dynamic characteristic. The effect of the spiral-groove parameters on the dynamic characteristics is also discussed.
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