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轴承腔微间隙滑油流场特性数值与实验研究

建立了航空发动机轴承腔封油特性数值求解模型，采用Mixtue两相流模型捕捉轴承腔内油气两相流动状态，研究轴承腔密封处周向速度与流体密度分布，分析密封间隙和转子转速对临界封油压力的影响；设计搭建了轴承腔滑油封油特性实验台，在数值结果与实验测试结果相互验证的基础上，研究了密封间隙不同时的临界封油压力，并分析了滑油的流动状态。研究结果表明：在本文研究结构下，转速为0时数值仿真所得δ=0.05mm、0.10mm、0.20mm时所需封油气压分别为654Pa、1036Pa、1426Pa，实验所得临界封油气压为730Pa、1190Pa、1630Pa，误差分别为12.6%、13.0%、12.5%，实验结果与数值仿真结果具有良好的一致性，且在亚临界封油压力时滑油沿气腔壁呈带状下流；转子转速的提高将赋予滑油更大的动能，使得相同封油压力时滑油注入气腔的流量增大；且转速的提高使得流体流速从壁面速度为0增加到主流区速度的间距更短、等效密封间隙δ*变大、等效流速提高，临界封油压力随之上升，ω=1000r/min增至13000r/min，δ=0.20mm、0.10mm、0.05mm时临界封油气压分别增加8.50%、11.21%、16.42%。