Calculanion of hydraulic radial and angular forces of a smooth gap seal

Abstract

The physical nature of the forces arising in the thin gaps of slotted seals of hydraulic machines has been studied quite fully. At the same time, various authors repeatedly studied the hydrodynamic characteristics of gap seals, however, the current methods for their analytical calculation for a number of parameters do not give a sufficiently accurate match. The inconsistencies in the conclusions of the researchers are due to assumptions that were made when solving the nonlinear equations of the unsteady flow of a viscous fluid in annular channels. The task of calculating radial forces includes an analysis of the law of the distribution of velocities and pressures in the flow of the fluid being sealed through an annular channel, one of the walls of which forms a rotating and vibrating rotor. In this case, the fluid flow in the gap is caused by both the axial pressure difference throttled at the seal and the nature of the movement of the inner channel wall. The problem is solved under the assumption of small radial and angular displacements of the shaft relative to the position of its static equilibrium.

References

1. Гроховский Д.В. Динамика центробежных многоступенчатых насосов / Д.В. Гроховский - Обзорная информация . Сер.ХМ - 4 - М.: ЦИНТИхимнефтемаш, 1990. – 56 с.
2. Ломакин А. А. Питательные насосы типа СВП- 220 - 280 турбоустановки сверхвысоких параметров / А. А. Ломакин - Энергомашиностроение, 1955. - № 2 - с. 1 - 10.
3. Марцинковский В. А. Бесконтактные уплотнения роторных машин / В.А. Марцинковский – М.: Машиностроение, 1980. - 200 с.
4. Марцинковский В. А. Вычисление упругих и демпфирующих сил в щелевых уплотнениях гидромашин / В.А. Мар-цинковский – Энергомашиностроение, 1961. - № 11.
5. Марцинковский В. А. Гидродинамика и прочность центробежных насосов / В.А. Марцинковский - М.: Машинострое-ние, 1979. - 270 с.
6. Марцинковский В. А. Насосы атомных электростанций. / В.А. Марцинковский, П.Н. Ворона - М.: Энергоатомиздат, 1987. - 256 с.
7. Марцинковский В. А. Влияние конусности щелевых уплотнений на устойчивость роторов центробежных машин / В.А. Марцинковский, В. И. Симоновский - Изв. вузов / Сер. Машиностроение, 1978. - № 3 - с. 90 - 93.
8. Каринцев И. Б. О турбулентном течении жидкости в кольцевых щелях с учетом потерь давления на входном участке. / И. Б. Каринцев - Гидравлические машины: респ. межвед. н. - техн. сб. - Харьков, 1979. - вып. 13 - с. 19 - 24.
9. Симоновский В. И. Устойчивость и нелинейные колебания роторов центробежных машин. / В. И. Симоновский - Харьков: изд. ХГУ Вища школа, 1986. - 128 с.
10. Гулый А. Н. Гидродинамическая жесткость бесконтактных уплотнений / А. Н. Гулый - Вестник машиностроения - 1987. - № 2 - с. 21 - 25.
11. Беда И. Н. Влияние нестационарности осевого сечения жидкости на величину радиальной силы в щелевом уплотнении / И. Н. Беда - Проблемы машиностроения и надежности машин, 1990. - № 2 - с. 44 - 49.
12. Беда И. Н. Разработка уточненной модели и исследование динамических характеристик системы ротор - щелевые уплотнения. /Дис. …канд. техн. наук. - М., 1992. - 192 с.
13. Никитин Г. А. Щелевые и лабиринтные уплотнения гидроагрегатов / Г. А. Никитин - М.:: Машиностроение, 1982. - 136 с.
14. Allaire P. E. Rotor Dynamic Analysis of a Nuclear Heat. Transport Pump Under Normal Pard Void Conditions / P. E. Allaire, L. E. Barret, R. D. Flock, F. W. Barton, G. D. Knight - “3rd Int.Vibr. Rotat. March., Pap. Int. Conf., Heslington, 11 – 13 Sept., 1984, London, 1984, p. p. 23 - 30.
15. Childs D. W. Convergent - tapered annular seals: analysis coefficients / D. W. Childs, G. B. Dressman - Trans. ASME: G. Tribol., 1985, № 3, p. p. 307 - 317 .
16. Nelson C. C. Rotordynamic coefficients for compressible flow in tapered annular seals / C. C. Nelson - ASME: G. of Tri-bology. Vol., July, 1985, p. p. 318 - 325.
17. Серп А. З. Некоторые направления развития теории смазки Рейнольдса / А. З. Серп - Тр. Амер. о - ва инж. - мех. / Сер. Проблемы трения и смазки – 1987. - № 1- с. 81 - 39.
19. Константинеску В. А. О возможности повышения точности расчета инерционных сил в ламинарных и турбулентных пленках. / В. А. Константинеску - Тр. Амер. об - ва инж. - мех./ Сер. Проблемы трения и смазки - 1974. - с. 76 - 88.
20. Black H. F. Dynamic hybrid bearing characterictics of annular controlled leakage seals / D. N. Genssen - P. I. M. E., vol. 184, 1970, p. p. 92 - 100.
21. Беда И. Н. Экспериментальные исследования радиальных сил в щелевых уплотнениях / С. Т. Лапоног, А. Е. Чернов - Тезисы докладов к 5 - му Всес. научно - техн. совещ. по упл. технике - Сумы, 1988. - с. 112 - 113.
22. Горовой С. А. Гидродинамический расчет опорно-уплотнительных узлов центробежного насоса с самоустанавли-вающимся ротором / C. А. Горовой – Ежем. междун. научно - техн. и произв. журнал Химическое и нефтегазовое машино-строение - М.: МГМУ, 2017 - № 3 - С. 21 – 24.
How to Cite
Gorovoy, S. (1). Calculanion of hydraulic radial and angular forces of a smooth gap seal. Bulletin of Sumy National Agrarian University. The Series: Mechanization and Automation of Production Processes, (4 (38), 7-13. https://doi.org/10.32845/msnau.2019.4.2