У такіх галінах высокакласнага абсталявання, як авіяцыйныя рухавікі, вадародныя кампрэсары і паўправадніковыя вакуумныя сістэмы, віхравая ўшчыльняльная паласа дазваляе дасягаць нанамаштабнага кантролю вадкасці на круцільных паверхнях інтэрфейсаў дзякуючы дакладнай лагарыфмічнай спіральнай геаметрыі. Дадзеныя выпрабаванняў пацвярджаюць:
- Крытычная хуткасць:42 000 абаротаў у хвіліну
- Хуткасць уцечкі гелія:≤1,5×10⁻⁷ Па·м³/с
- Страты магутнасці на трэнне:19% механічных ушчыльненняў
I. Асноўная структура і прынцып працы
1. Трохслаёвы функцыянальны дызайн
| Кампанент | Матэрыяльная сістэма | Параметр прадукцыйнасці |
|---|---|---|
| Спіральная канаўка | Суперсплаў на аснове нікеля (GH4169) | КТР: 3,8×10⁻⁶/K (20-800°C) |
| Масіў ушчыльняльнай палоскі | Графен-мадыфікаваны PI (PI/Gr) | Трываласць на выгіб: 452 МПа пры 300°C |
| Радыяльная кампенсацыя | Бельвіль-Спрынгс (17-7PH SS) | Градыент папярэдняга нацяжэння: 50±3 Н/мм |
2. Механізм дынамічнага ўшчыльнення
- Генерацыя зваротнага ціскуЭфект Карыёліса ў спіральных канаўках стварае суадносіны ціскаў 1:12
- Нанагазавы плёнкавы бар'ерЗазор 0,5-3 мкм забяспечвае калянасць газавай плёнкі 10⁸ Н/м³
- СамаачышчэннеАчышчае 99,2% часціц памерам >5 мкм пры лінейнай хуткасці >200 м/с
II. Прарывы ў прадукцыйнасці
1. Адаптыўнасць да экстрэмальных умоў
| Параметр | Дыяпазон | Справа праверкі |
|---|---|---|
| Дыяпазон тэмператур | ад -253°C да 850°C | Рухавік CJ-1000A (2500 цеплавых цыклаў) |
| Хуткасць Прапускная здольнасць | 42 000 абаротаў у хвіліну | Сертыфікацыя выпрабаванняў NASA-Glenn |
2. Гарантыя нулявога забруджвання
| Сярэдні | Хуткасць уцечкі | Сертыфікацыя |
|---|---|---|
| He | ≤1,5×10⁻⁷ Па·м³/с | ASME PTC 19.1 |
| H₂ | 3,2×10⁻⁹ моль/(м·с) | ІСО 15848-1 |
3. Рэвалюцыя ў энергаэфектыўнасці і тэхнічным абслугоўванні
| Метрыка | Механічнае ўшчыльненне | Віхравая паласа Vortex | Паляпшэнне |
|---|---|---|---|
| Страты на трэнне | 35,2 кВт | 6,8 кВт | ↓80,7% |
| Ахаладжальная вада | 8,5 л/мін | 0 | 100% эканомія |
| Цыкл тэхнічнага абслугоўвання | 3 месяцы | 24 месяцы | ↑700% |
III. Параметры прамысловага прымянення
| Сфера прымянення | Лінейная хуткасць (м/с) | Дыяпазон ціску | Тэрмін службы |
|---|---|---|---|
| Авіяцыйныя рухавікі | 420 | 0,2-3,5 МПа | 25 000 гадзін |
| Вадародныя кампрэсары | 280 | 0,8-2,0 МПа | больш за 40 000 гадзін |
| Вакуумная літаграфія EUV | 9,5 | <10⁻⁵ Па | Не патрабуе пажыццёвага абслугоўвання |
Тэхнічная выснова: Пераасэнсаванне межаў круцільных ушчыльненняў
Віхравое ўшчыльняльнае палоска дасягае трох рэвалюцыйных дасягненняў дзякуючы геаметрычнай тапалогіі і матэрыялазнаўству:
- Пераадольвае фізічныя абмежаванніТэмпература ад -253°C да 850°C, вытрымлівае 42 000 абаротаў у хвіліну
- Забяспечвае чысцінюМалекулярная герметызацыя (уцечка He ≤1,5×10⁻⁷ Па·м³/с)
- Пераасэнсоўвае эфектыўнасцьЗніжэнне трэння на 80,7%, адсутнасць сістэм астуджэння (эканомія 4500 тон вады/год/адзінка)
Калі рухавік Raptor кампаніі SpaceX працуе з хуткасцю 1056 радыян/с, гэтая спіральная лінія мікроннага маштабу абараняе межы перадавой інжынерыі з нанамаштабнай дакладнасцю.
У такіх галінах высокакласнага абсталявання, як авіяцыйныя рухавікі, вадародныя кампрэсары і паўправадніковыя вакуумныя сістэмы, віхравая ўшчыльняльная паласа дазваляе дасягаць нанамаштабнага кантролю вадкасці на круцільных паверхнях інтэрфейсаў дзякуючы дакладнай лагарыфмічнай спіральнай геаметрыі. Дадзеныя выпрабаванняў пацвярджаюць:
Крытычная хуткасць: 42 000 аб/мін. Хуткасць уцечкі гелію: ≤1,5 × 10⁻⁷ Па·м³/с. Страты магутнасці трэння: 19% механічных ушчыльненняў.
I. Асноўная структура і прынцып працы 1. Трохслаёвы функцыянальны дызайн
КампанентМатэрыяльная сістэмаПараметры прадукцыйнасціСпіральная канаўкаАсноваСуперсплаў на аснове нікеля (GH4169)CTE: 3.8×10⁻⁶/K (20-800°C)Масіў ушчыльняльных палосМадыфікаваны графенам PI (PI/Gr)Мяжа трываласці на выгіб: 452 МПа пры 300°CРадыяльная кампенсацыяСпружыны Бельвіля (17-7PH SS)Градыент папярэдняга нацяжэння: 50±3 Н/мм2. Дынамічны механізм ушчыльнення
Стварэнне зваротнага ціску: эфект Карыёліса ў спіральных канаўках стварае суадносіны ціску 1:12Нанагазавы бар'ер: зазор 0,5-3 мкм падтрымлівае калянасць газавай плёнкі 10⁸ Н/м³Самаачышчэнне: выдаляе 99,2% часціц >5 мкм пры лінейнай хуткасці >200 м/с
II. Прарывы ў прадукцыйнасці 1. Адаптыўнасць да экстрэмальных умоў
Параметр Дыяпазон Праверка Корпус Тэмпературны дыяпазон ад -253°C да 850°C Рухавік CCJ-1000A (2500 тэрмічных цыклаў) Хуткасць Магутнасць 42 000 абаротаў у хвіліну Сертыфікат выпрабаванняў NASA-Glenn 2. Гарантыя нулявога забруджвання
Сярэдні паказчык уцечкіСертыфікацыяHe≤1,5×10⁻⁷ Па·м³/сASME PTC 19.1H₂3,2×10⁻⁹ моль/(м·с)ISO 15848-13. Энергаэфектыўнасць і рэвалюцыя ў тэхнічным абслугоўванні
Метрычнае механічнае ўшчыльненнеВіхравое ўшчыльняльнае палоскаПаляпшэннеСтраты на трэнне35,2 кВт6,8 кВт↓80,7%Астуджальная вада8,5 л/мін0100% эканоміяЦыкл тэхнічнага абслугоўвання3 месяцы24 месяцы↑700%
III. Параметры прамысловага прымянення
Вобласць прымяненняЛінейная хуткасць (м/с)Дыяпазон ціскуТэрмін службыАвіяцыйныя рухавікі4200,2-3,5 МПа25 000 гадзінВадародныя кампрэсары2800,8-2,0 МПа40 000+ гадзінEUV-літаграфіяВакуум9,5<10⁻⁵ ПаНе патрабуе абслугоўвання на працягу ўсяго тэрміну службы
Тэхнічная выснова: Пераасэнсаванне межаў круцільных ушчыльненняў. Віхравое ўшчыльняльнае палоска дасягае трох рэвалюцыйных дасягненняў дзякуючы геаметрычнай тапалогіі і матэрыялазнаўству:
Пераадольвае фізічныя абмежаванні: тэмпература ад -253°C да 850°C, вытрымлівае 42 000 абаротаў у хвіліну. Забяспечвае чысціню: герметычнасць на малекулярным узроўні (уцечка гелію ≤1,5×10⁻⁷ Па·м³/с). Павышае эфектыўнасць: зніжэнне трэння на 80,7%, адсутнасць сістэм астуджэння (эканомія 4500 тон вады/год/адзінка).
Калі рухавік Raptor кампаніі SpaceX працуе з хуткасцю 1056 радыян/с, гэтая спіральная лінія мікроннага маштабу абараняе межы перадавой інжынерыі з нанамаштабнай дакладнасцю.
Час публікацыі: 23 чэрвеня 2025 г.