多级离心泵内环形密封间隙流道对转子系统临界转速的影响

摘要

本文首先基于传统的结点单元法对转子系统进行了建模，然后参照轴承支撑的处理方式，通过矩阵运算将密封口环系数耦合到系统矩阵中，得到了考虑密封口环支撑作用的转子系统耦合方程。通过求解耦合方程绘制了转子系统坎贝尔图，得到了考虑了密封口环支撑时转子系统的临界转速；采用耦合方法计算了关键口环参数及大长径比密封口环倾斜效应对转子临界转速的影响，发现与干转子比较，考虑间隙支撑时转子系统一阶临界转速显著提高，二阶及三阶临界转速提升不明显，但前三阶湿转子临界转速均随压差增加而增加；间隙尺寸增加时湿转子临界转速下降明显，常用密封间隙下长径比在1.0-1.5范围内临界转速开始下降；大长径比环形密封流道位于泵轴两端时，考虑其倾斜效应有助于增加转子系统临界转速。