氣流激勵下柔性支承轉子的瞬態響應

吳庭葦，王黎明，吳 雷，蘇深堅

(核工業理化工程研究院，天津 300180)

高速轉子一般都工作在高真空的環境中，并配備獨立的抽空系統，因此高速轉子具備良好的密封性能。在正常工作狀態下，轉子一般不會受到較大氣流擾動的影響，但在特殊情況下會出現氣流擾動的可能性，而且，很多外部擾動影響不會單獨出現，而是多種擾動情況同時發生，例如沖擊等強迫振動的出現伴隨著氣流擾動，這些復雜現象對轉子系統的影響更為嚴重，甚至可能引起轉子失穩等問題[1-3]。氣流擾動對轉子的穩定運轉帶來的影響非常明顯，但迄今為止，氣流作用下的柔性支承轉子的動力學響應及穩定性問題方面缺乏系統的理論分析和試驗驗證[4-5]，因此有必要開展有針對性的研究。

本文針對氣流作用下柔性支承轉子的瞬態響應問題，建立轉子模型，并在此基礎上引入氣流激勵力，計算氣流作用下柔性支承轉子的瞬態響應，研究氣流對轉子的影響機理，并分析系統在氣流作用下的運動規律。

1 氣流作用下的柔性支承轉子模型

分析氣流進入轉子的物理現象：1) 氣體進入轉子后，轉子內充氣量增大，壓強升高，密封裝置處內外壓差升高，氣體在向外逃逸的過程中形成氣流激勵力；2) 隨著氣體向外逃逸，轉子內充氣量逐漸減少，當充氣量減少到一定水平時，氣體不再逃逸，氣流激勵力消失。

通過對物理現象進行分析，認為氣流會產生氣流激勵力作用于轉子上。……