專利名稱：聲密封裝置的密封方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種密封方法，特別是涉及一種聲密封裝置的密封方法。
背景技術(shù)：
文獻(xiàn)I “專利號US 7，086，648B1的美國專利”公開了一種聲密封裝置。聲密封裝置是指在需要動密封的高壓與低壓氣流區(qū)域之間安裝一個非直圓柱形諧振管，轉(zhuǎn)子從諧振管內(nèi)穿過。通過線性馬達(dá)或其他機(jī)械裝置激勵諧振管作軸向振動，當(dāng)激振頻率與諧振管內(nèi)的聲場固有頻率一致時，諧振管內(nèi)將產(chǎn)生共振駐波。當(dāng)共振駐波與外部高壓氣流相當(dāng)時，阻礙氣流由高壓區(qū)域流向低壓區(qū)域，達(dá)到密封的目的。諧振管形狀是獲得與外部高壓氣流相當(dāng)?shù)鸟v波是實(shí)現(xiàn)聲密封裝置密封效果的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，文獻(xiàn)I中引用的文獻(xiàn)2 "Xiaofan Li,et al. , Nonlinear Resonant Oscillations of Gas in Optimized Acoustical Resonators and The Effect of Central Blockage,41st Aerospace Sciences Meeting and Exhibit, 6-9January 2003, Reno, Nevada”中以一維非線性波動方程為基礎(chǔ)對封閉諧振管形狀進(jìn)行優(yōu)化提高諧振管內(nèi)的高壓端壓力與低壓端壓力的比值(稱為駐波壓比)。衡量流體密封性能的主要技術(shù)指標(biāo)是流體泄漏量。文獻(xiàn)I并未給出具體的流體泄漏量，而是給出范例中諧振管的駐波壓比為4 : I至10 : I作為密封效果的評價依據(jù)。文獻(xiàn)2中也是以諧振管內(nèi)的駐波壓比為優(yōu)化目標(biāo)。然而聲密封裝置中的諧振管兩端有開口， 轉(zhuǎn)子從諧振管中穿過，文獻(xiàn)2所采用的封閉諧振管一維非線性波動方程不能應(yīng)用。另外，影響聲密封性能的因素除了駐波壓比之外，還與駐波波形、駐波頻率、流體速度等有關(guān)。
發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有的聲密封裝置密封方法密封效果差的不足，本發(fā)明提供一種聲密封裝置的密封方法。該方法采用Navier-Stokes方程建立諧振管內(nèi)流體的二維動量守恒方程和質(zhì)量守恒方程，以此為基礎(chǔ)求解聲密封裝置中諧振管內(nèi)駐波。采用SIMPLEC算法在時域內(nèi)通過迭代計算求解諧振管內(nèi)的駐波。采用擬牛頓法優(yōu)化方法，以諧振管高壓端口處的質(zhì)量流最小為優(yōu)化目標(biāo)，對諧振管形狀進(jìn)行優(yōu)化，最終達(dá)到提高聲密封裝置密封效果的目的。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種聲密封裝置的密封方法，其特點(diǎn)是包括以下步驟(a)采用Navier-Stokes方程，建立柱坐標(biāo)系固連于諧振管上的二維動量守恒方
程以及質(zhì)量守恒方程沿諧振管軸向z方向的動量方程為
^japvzdn + jspvzvgtdS = L[2"眚_f "(備+ 警)_ _ + "(警 + 警》，-￡戍妒狀+0)d/2沿諧振管徑向r方向的動量方程為
權(quán)利要求
1. 一種聲密封裝置的密封方法，其特征在于包括以下步驟(a)采用Navier-Stokes方程，建立柱坐標(biāo)系固連于諧振管上的二維動量守恒方程以及質(zhì)量守恒方程沿諧振管軸向z方向的動量方程為
全文摘要
本發(fā)明公開了一種聲密封裝置的密封方法，用于解決現(xiàn)有的聲密封裝置密封方法密封效果差的技術(shù)問題。技術(shù)方案是采用Navier-Stokes方程建立諧振管內(nèi)流體的二維動量守恒方程和質(zhì)量守恒方程，以此為基礎(chǔ)求解聲密封裝置中諧振管內(nèi)駐波。采用SIMPLEC算法在時域內(nèi)通過迭代計算求解諧振管內(nèi)的駐波。采用擬牛頓法優(yōu)化方法，以諧振管高壓端口處的質(zhì)量流最小為優(yōu)化目標(biāo)，對諧振管形狀進(jìn)行優(yōu)化，從而可以使得流體泄漏量減少，最終達(dá)到了提高聲密封裝置密封效果的目的。
文檔編號F16J15/44GK102606746SQ201210007430
公開日2012年7月25日 申請日期2012年1月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月11日
發(fā)明者寧方立, 張文治, 王善景, 王康, 董梁, 馬堯 申請人:西北工業(yè)大學(xué)