多级刷式密封级间压降分配影响因素数值与实验研究

作     者：赵欢 焦忠泽 孙丹 刘永泉 战鹏 信琦 ZHAO Huan;JIAO Zhongze;SUN Dan;LIU Yongquan;ZHAN Peng;XIN Qi

作者机构：沈阳航空航天大学航空发动机学院沈阳110136 中国航发沈阳发动机研究所沈阳110015 中国航发航空发动机动力传输航空科技重点实验室沈阳110015 

基　　金：国家自然科学基金(51675351) 中国博士后科学基金(2018M633572) 辽宁省高等学校创新人才支持计划项目(LR2016033) 

出 版 物：《航空学报》 (Acta Aeronautica et Astronautica Sinica)

年 卷 期：2020年第41卷第10期

页      码：74-86页

摘      要：多级刷式密封级间压降分配直接影响刷式密封的封严特性和使用寿命,现有多级刷式密封结构存在各级压降不均衡导致密封提前失效的问题。本文建立多级刷式密封三维实体流固耦合求解模型,设计搭建多级刷式密封实验装置,在数值计算与实验测试结果相互验证的基础上,研究了工况参数与结构参数对多级刷式密封级间压降分配的影响规律,揭示了多级刷式密封级间压降不均衡性的产生机理。研究结果表明:在本文研究工况下,相同结构的两级刷式密封各级压降占比分别为32%~35%和65%~68%,三级刷式密封各级压降占比分别为21%~27%、27%~32%、41%~52%,多级刷式密封各级承担压降逐级增大,进出口压比对级间压降分配影响不大;增大刷丝束与转子表面间径向间隙、刷丝之间间隙以及后挡板高度均可改善各级压降分配,同时也会增加泄漏量;影响多级刷式密封级间压降均衡性的主要原因是逐级不均匀增大的体积流量,各级压降随体积流量逐级不均匀的增加而增大;增大下游级流道截面积可有效降低体积流量,平衡多级刷式密封各级压降。本文研究结果为多级刷式密封结构设计提供了理论依据。

主 题 词：多级刷式密封 级间压降分配 三维实体建模 流固耦合 级间压降不均衡 

学科分类：082502[082502] 08[工学] 0802[工学-机械学] 0825[工学-环境科学与工程类] 0704[理学-天文学类] 0701[理学-数学类] 0812[工学-测绘类] 

核心收录：

D　O　I：10.7527/s1000-6893.2019.23544

馆 藏 号：203989157...