ブラシシールの性能パラメータとテスト

ブラシシールの性能評価には、漏れ量、ヒステリシス特性、ブラシ毛とローターとの接触力、摩擦・摩耗などのパラメータが含まれます。数値シミュレーションは、ブラシシールの性能を調査するための重要な方法として機能します。ブラシシールのヒステリシス特性の数値モデル-有限要素ソフトウェア ABAQUS を使用して開発された-には、毛の間、および毛とバッキング プレートおよびローターの間の接触相互作用が組み込まれています。さらに、収束性を高めるためにダンピングが導入されています。この研究では、圧力差と毛の直径が増加するとヒステリシスが強化され、毛の傾斜角が増加するとヒステリシスが減衰することが示されています。毛の自由長はヒステリシスに限定的な影響しか与えません。毛の直径は毛とローターの間の接触力を決定する極めて重要な要素ですが、毛の傾斜角度も最大接触力に一定の影響を与えます。流体-構造相互作用モデルを使用して、-圧力差や剛毛の幾何学的特性など-がシールの流れ場や剛毛の変形に及ぼすパラメータの影響を分析できます。

実験テストは、数値モデルを検証し、本物の性能データを取得するために不可欠な手段を構成します。ブラシ毛の動的特性を調査するには、吸気システム、シールシステム、測定システムからなる実験装置を構築できます。このセットアップには、高圧空気流の影響下での毛の変形、変位、層化、振動現象を観察するための高速ビデオ測定システムが装備されています。-毛の振動現象は主に毛の密度が比較的まばらな領域で発生し、そのような振動の強度は圧力比に比例して増加します。ブラシシールの摩擦と摩耗特性に関しては、専用の実験用試験装置を利用して毛の摩擦力、摩擦トルク、半径方向の力を測定することができます。-これにより摩擦係数の計算が可能になります。-また、毛の磨耗の程度は重量法を使用して定量化できます。