干气密封系统角向摆动非线性稳定性分析

　　基于非线性振动理论建立了气膜-密封环系统角向摆动的动力学模型，将气膜厚度表示为含有摆角的变量，在介质压力 p0=4.5852MPa、转速 nr=10380 r/min 的特例下计算并拟合非线性气膜的角向刚度，得到了一个含二次、三次项的非线性受迫振动微分方程。在无外激励情况下，通过求解 Floquet 指数讨论了系统分岔问题，分析了螺旋角对系统稳定性的影响，给出了使干气密封系统稳定的螺旋角的范围(α<75°10′34″)，并求得在特例下螺旋角α=75°10′34″时系统发生 Hopf分岔。这与已有文献中利用 Runge-Kutta 法研究的结果是一致的，从而验证了本文方法的正确性。改变工况后，对系统分岔问题进行了讨论，得到了系统分岔时的螺旋角数值，结果表明其螺旋角数值基本不变(α为75°9′54″或75°11′1″)，说明改变工况后其分岔点位置不变。本文结果可为干气密封的动态优化设计提供理论指导。