Børsteforseglingsydelsesparametre og test

Evalueringen af ​​børstetætningers ydeevne involverer parametre som lækagehastighed, hysteresekarakteristika, kontaktkraft mellem børstehårene og rotoren samt friktion og slid. Numerisk simulering tjener som en afgørende metode til undersøgelse af børsteforseglingsydelse. En numerisk model for hysteresekarakteristika for børsteforseglinger-udviklet ved hjælp af finite element-softwaren ABAQUS-inkorporerer kontaktinteraktioner mellem børstehårene såvel som mellem børstehårene og bagpladen og rotoren; desuden indføres dæmpning for at øge konvergensen. Undersøgelsen viser, at forøgelse af trykforskellen og børstehårdiameter intensiverer hysterese, hvorimod forøgelse af børstehårshældningsvinklen dæmper den; den frie længde af børstehårene har kun en begrænset indflydelse på hysterese. Børstehårens diameter er den omdrejningsfaktor, der bestemmer kontaktkraften mellem børstehårene og rotoren, mens børstehårens hældningsvinkel også har en vis indflydelse på den maksimale kontaktkraft. En flydende-strukturinteraktionsmodel kan anvendes til at analysere virkningerne af parametre-såsom trykforskel og børstehårsgeometriske egenskaber-på forseglingens strømningsfelt og børstehårsdeformation.

Eksperimentel test er et uundværligt middel til at validere numeriske modeller og indhente autentiske præstationsdata. For at undersøge de dynamiske egenskaber af børstehår kan der konstrueres et eksperimentelt apparat omfattende et luftindtagssystem, et tætningssystem og et målesystem; denne opsætning er udstyret med et-højhastigheds videomålesystem til at observere børstehårdeformation, forskydning, lagdeling og vibrationsfænomener under påvirkning af-højtryksluftstrøm. Børstehårvibrationsfænomener forekommer overvejende i områder, hvor børstehårdensiteten er relativt sparsom, og intensiteten af ​​sådanne vibrationer stiger i takt med trykforholdet. Med hensyn til børstetætningers friktions- og slidegenskaber, kan specialiserede eksperimentelle testrigge bruges til at måle børstehårens friktionskraft, friktionsmoment og radial kraft-, hvorved det muliggøres beregning af friktionskoefficienten-, mens omfanget af børstehårslitage kan kvantificeres ved hjælp af den gravimetriske metode.