Prestandaparametrar och testning av borsttätningar

Prestandautvärderingen av borsttätningar involverar parametrar som läckagehastighet, hysteresegenskaper, kontaktkraft mellan borstborsten och rotorn samt friktion och slitage. Numerisk simulering fungerar som en avgörande metod för att undersöka borsttätningsprestanda. En numerisk modell för hysteresegenskaperna hos borsttätningar-utvecklad med mjukvaran med finita element ABAQUS-inkorporerar kontaktinteraktioner mellan borsten, såväl som mellan borsten och stödplattan och rotorn; dessutom införs dämpning för att öka konvergensen. Studien indikerar att ökning av tryckskillnaden och borstdiametern förstärker hysteresen, medan en ökning av borstens lutningsvinkel dämpar den; borstens fria längd har endast en begränsad inverkan på hysteresen. Borstdiametern är den svängbara faktorn som bestämmer kontaktkraften mellan borsten och rotorn, medan borstens lutningsvinkel också utövar ett visst inflytande på den maximala kontaktkraften. En vätske--strukturinteraktionsmodell kan användas för att analysera effekterna av parametrar-såsom tryckskillnad och borstgeometriska egenskaper-på tätningens flödesfält och borstdeformation.

Experimentell testning utgör ett oumbärligt sätt för att validera numeriska modeller och skaffa autentiska prestandadata. För att undersöka de dynamiska egenskaperna hos borstborst, kan en experimentell apparat innefattande ett luftintagssystem, ett tätningssystem och ett mätsystem konstrueras; den här installationen är utrustad med ett höghastighetsvideomätsystem för att observera borstdeformation, förskjutning, skiktning och vibrationsfenomen under påverkan av högt-luftflöde. Borstvibrationsfenomen förekommer övervägande i områden där borstdensiteten är relativt sparsam, och intensiteten hos sådana vibrationer ökar i takt med tryckförhållandet. När det gäller borsttätningars friktions- och slitageegenskaper kan specialiserade experimentella testriggar användas för att mäta borstens friktionskraft, friktionsmoment och radiell kraft-och därigenom möjliggöra beräkningen av friktionskoefficienten-medan omfattningen av borstslitage kan kvantifieras med den gravimetriska metoden.