Parámetros y pruebas de rendimiento del sello de cepillo

La evaluación del rendimiento de los sellos de las escobillas implica parámetros como la tasa de fuga, las características de histéresis, la fuerza de contacto entre las cerdas de las escobillas y el rotor, y la fricción y el desgaste. La simulación numérica sirve como método crucial para investigar el rendimiento del sello del cepillo. Un modelo numérico para las características de histéresis de los sellos de cepillos-desarrollado utilizando el software de elementos finitos ABAQUS-incorpora interacciones de contacto entre las cerdas, así como entre las cerdas y la placa de soporte y el rotor; además, se introduce amortiguación para mejorar la convergencia. El estudio indica que aumentar el diferencial de presión y el diámetro de las cerdas intensifica la histéresis, mientras que aumentar el ángulo de inclinación de las cerdas la atenúa; la longitud libre de las cerdas sólo influye de forma limitada en la histéresis. El diámetro de las cerdas es el factor fundamental que determina la fuerza de contacto entre las cerdas y el rotor, mientras que el ángulo de inclinación de las cerdas también influye en cierta medida en la fuerza de contacto máxima. Se puede emplear un modelo de interacción de estructura de fluido-para analizar los efectos de parámetros-como el diferencial de presión y las propiedades geométricas de las cerdas-en el campo de flujo del sello y la deformación de las cerdas.

Las pruebas experimentales constituyen un medio indispensable para validar modelos numéricos y adquirir datos de rendimiento auténticos. Para investigar las características dinámicas de las cerdas de los cepillos, se puede construir un aparato experimental que comprende un sistema de entrada de aire, un sistema de sellado y un sistema de medición; Esta configuración está equipada con un sistema de medición de video de alta-velocidad para observar los fenómenos de deformación, desplazamiento, estratificación y vibración de las cerdas bajo la influencia de un flujo de aire a alta-presión. Los fenómenos de vibración de las cerdas ocurren predominantemente en regiones donde la densidad de las cerdas es relativamente escasa y la intensidad de tales vibraciones aumenta junto con la relación de presión. En cuanto a las características de fricción y desgaste de los sellos de las escobillas, se pueden utilizar bancos de pruebas experimentales especializados para medir la fuerza de fricción de las cerdas, el par de fricción y la fuerza radial-lo que permite calcular el coeficiente de fricción-mientras que el grado de desgaste de las cerdas se puede cuantificar mediante el método gravimétrico.