專利名稱：聲密封裝置的密封方法
技術領域：
本發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：
文獻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域之間安裝一個非直圓柱形諧振管，轉子從諧振管內穿過。通過線性馬達或其他機械裝置激勵諧振管作軸向振動，當激振頻率與諧振管內的聲場固有頻率一致時，諧振管內將產生共振駐波。當共振駐波與外部高壓氣流相當時，阻礙氣流由高壓區域流向低壓區域，達到密封的目的。諧振管形狀是獲得與外部高壓氣流相當的駐波是實現聲密封裝置密封效果的關鍵環節，文獻I中引用的文獻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對封閉諧振管形狀進行優化提高諧振管內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指標是流體泄漏量。文獻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。文獻2中也是以諧振管內的駐波壓比為優化目標。然而聲密封裝置中的諧振管兩端有開口， 轉子從諧振管中穿過，文獻2所采用的封閉諧振管一維非線性波動方程不能應用。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。

發明內容
為了克服現有的聲密封裝置密封方法密封效果差的不足，本發明提供一種聲密封裝置的密封方法。該方法采用Navier-Stokes方程建立諧振管內流體的二維動量守恒方程和質量守恒方程，以此為基礎求解聲密封裝置中諧振管內駐波。采用SIMPLEC算法在時域內通過迭代計算求解諧振管內的駐波。采用擬牛頓法優化方法，以諧振管高壓端口處的質量流最小為優化目標，對諧振管形狀進行優化，最終達到提高聲密封裝置密封效果的目的。本發明解決其技術問題所采用的技術方案是一種聲密封裝置的密封方法，其特點是包括以下步驟(a)采用Navier-Stokes方程，建立柱坐標系固連于諧振管上的二維動量守恒方
程以及質量守恒方程沿諧振管軸向z方向的動量方程為
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權利要求
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，建立柱坐標系固連于諧振管上的二維動量守恒方程以及質量守恒方程沿諧振管軸向z方向的動量方程為
全文摘要
本發明公開了一種聲密封裝置的密封方法，用于解決現有的聲密封裝置密封方法密封效果差的技術問題。技術方案是采用Navier-Stokes方程建立諧振管內流體的二維動量守恒方程和質量守恒方程，以此為基礎求解聲密封裝置中諧振管內駐波。采用SIMPLEC算法在時域內通過迭代計算求解諧振管內的駐波。采用擬牛頓法優化方法，以諧振管高壓端口處的質量流最小為優化目標，對諧振管形狀進行優化，從而可以使得流體泄漏量減少，最終達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 優先權日2012年1月11日
發明者寧方立, 張文治, 王善景, 王康, 董梁, 馬堯 申請人:西北工業大學