逆滞流迷宫密封气流激振特性研究

作     者：王佳蓉 张万福 姜广政 杨兴辰 李春 WANG Jiarong;ZHANG Wanfu;JIANG Guangzheng;YANG Xingchen;LI Chun

作者机构：上海理工大学能源与动力工程学院上海200093 上海理工大学上海市动力工程多相流动与传热重点实验室上海200093 西安热工研究院有限公司西安710054 

出 版 物：《振动与冲击》 (Journal of Vibration and Shock)

年 卷 期：2021年第40卷第18期

页      面：33-41,62页

核心收录：

学科分类：0711[理学-系统科学] 08[工学] 0802[工学-机械工程] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金(51875361) 

主　　题：迷宫密封 气流激振 计算流体力学 动力特性 泄漏量 

摘      要：密封是透平机械减小泄漏的关键部件,其气流激振特性对转子系统稳定性具有重要影响。该研究基于计算流体力学与多频涡动密封动力特性系数识别方法研究逆滞流迷宫密封气流激振特性,计算分析逆滞流喷嘴结构参数及位置对迷宫密封动静特性的影响,揭示其抗气流激振机理。结果表明:逆滞流喷嘴能有效抑制周向流动,改善密封腔压力分布,提高系统稳定性;与传统迷宫密封相比,逆滞流迷宫密封具有更小交叉刚度k、更大直接阻尼C与有效阻尼C eff,特别在低涡动频率下,效果更显著;相同结构参数逆滞流喷嘴的径向位置存在最佳值,当型心高度h c=1.65 mm(径向中心)时密封有效阻尼C eff最大;增大喷嘴进口高度h in、减小进出口高度比例h out/h in均有利于提高系统稳定性;喷嘴进口高度h in=1.00 mm、进出口比例h out/h in=0.25、型心高度h c=1.65 mm为计算工况下最优结构,但泄漏量略有上升。