Prestatieparameters en testen van borstelafdichtingen

Bij de prestatie-evaluatie van borstelafdichtingen zijn parameters betrokken zoals lekkagesnelheid, hysteresiskarakteristieken, contactkracht tussen de borstelharen en de rotor, en wrijving en slijtage. Numerieke simulatie dient als een cruciale methode voor het onderzoeken van de prestaties van borstelafdichtingen. Een numeriek model voor de hysteresiskarakteristieken van borstelafdichtingen-ontwikkeld met behulp van de eindige-elementensoftware ABAQUS-incorporeert contactinteracties tussen de borstelharen, evenals tussen de borstelharen en de achterplaat en rotor; bovendien wordt demping geïntroduceerd om de convergentie te vergroten. Het onderzoek geeft aan dat het vergroten van het drukverschil en de diameter van de borstelharen de hysteresis intensiveert, terwijl het vergroten van de hellingshoek van de borstelharen deze verzwakt; de vrije lengte van de borstelharen heeft slechts een beperkte invloed op de hysterese. De diameter van de borstelharen is de cruciale factor die de contactkracht tussen de borstelharen en de rotor bepaalt, terwijl de hellingshoek van de borstelharen ook een zekere invloed uitoefent op de maximale contactkracht. Er kan een vloeistof-structuurinteractiemodel worden gebruikt om de effecten van parameters-zoals drukverschil en geometrische eigenschappen van de borstelharen-op het stromingsveld van de afdichting en de vervorming van de borstelharen te analyseren.

Experimenteel testen vormt een onmisbaar middel voor het valideren van numerieke modellen en het verkrijgen van authentieke prestatiegegevens. Om de dynamische eigenschappen van borstelharen te onderzoeken, kan een experimenteel apparaat worden geconstrueerd dat een luchtinlaatsysteem, een afdichtingssysteem en een meetsysteem omvat; Deze opstelling is uitgerust met een videomeetsysteem met hoge-snelheid om de vervorming, verplaatsing, gelaagdheid en trillingsverschijnselen van de borstelharen te observeren onder invloed van een luchtstroom onder hoge- druk. Trillingsverschijnselen van borstelharen komen voornamelijk voor in gebieden waar de dichtheid van de borstelharen relatief schaars is, en de intensiteit van dergelijke trillingen neemt toe in combinatie met de drukverhouding. Wat betreft de wrijvings- en slijtage-eigenschappen van borstelafdichtingen kunnen gespecialiseerde experimentele testopstellingen worden gebruikt om de wrijvingskracht, het wrijvingskoppel en de radiale kracht van de borstelharen te meten-waardoor de berekening van de wrijvingscoëfficiënt mogelijk wordt-terwijl de mate van slijtage van de borstelharen kan worden gekwantificeerd met behulp van de gravimetrische methode.