Määritelmä Harjatiivisteet

Harjatiivisteet edustavat erittäin tehokasta vaimennustiivistetekniikkaa, jota käytetään turbokoneissa. Ne kehitettiin alun perin lentokoneiden moottoreille, mutta niiden käyttö laajeni myöhemmin sellaisille aloille kuin teollisuuskaasuturbiineja ja höyryturbiineja. Hyödyntämällä joustavaa kosketinrakennetta vuotojen vähentämiseksi merkittävästi, ne ovat nousseet keskeiseksi teknologiaksi nykyaikaisessa turbokoneistossa.

Harjatiiviste koostuu tiiviisti järjestetyistä metalliharjaksista, jotka koostuvat tyypillisesti koboltti{0}}pohjaisesta seoksesta. Nämä harjakset on kulmitettu muodostamaan joustavan kosketuspinnan, joka pystyy mukautumaan roottorin epäkeskisyyksiin ja lämpömuodonmuutoksiin; Lisäksi kosketuspinta on päällystetty kulumista-kestävillä materiaaleilla kulumisen minimoimiseksi. Kun nestettä vuotaa tiivisteen läpi, se synnyttää pyörteitä harjaspakkauksen sisällä, mikä muuntaa kineettisen energian lämpöenergiaksi saavuttaen itse-tiivistysvaikutuksen; näin ollen vuotonopeus on vain yksi-viidesosa-perinteisten labyrinttitiivisteiden tasosta. Rakenteellisesti harjatiivisteet luokitellaan hitsattuihin ja kiristettyihin tyyppeihin; jälkimmäinen tukee ei--metallisten materiaalien sisällyttämistä sopeuttavuuden parantamiseksi, kun taas monivaiheinen rakenne mahdollistaa tiivisteiden kestämisen jopa 1,8 MPa:n paine-eroihin. Optimointistrategiat sisältävät parametrien säätämisen, kuten harjaskulman (yleensä 45 asteen ja 55 asteen välillä), harjasrivien lukumäärän ja vaiheiden välisen virtausalueen; Lisäksi uusien materiaalien -kuten hiilikuitu-käyttö voi vähentää kitkakerrointa tehokkaasti. Haasteita kuitenkin jatkuu, mukaan lukien riski, että harjasten kehän liukuminen epävakaa korkeissa paine-eroissa ja epätasaiset painehäviöt alavirran puolella; nämä ongelmat edellyttävät lieventämistä ottamalla käyttöön paineen tasapainotuskammioita tai rakenteellisia muutoksia, jotka on räätälöity tiettyihin käyttöolosuhteisiin.