齿形结构对迷宫密封泄漏与动力特性影响

作     者：叶强生 张万福 周庆辉 李春 YE Qiangsheng;ZHANG Wanfu;ZHOU Qinghui;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 

出 版 物：《航空动力学报》 (Journal of Aerospace Power)

年 卷 期：2024年第39卷第6期

页      面：275-286页

核心收录：

学科分类：080704[工学-流体机械及工程] 082502[工学-航空宇航推进理论与工程] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 

基　　金：国家自然科学基金(51875361) 上海市自然科学基金(20ZR1439200) 

主　　题：迷宫密封 计算流体力学 泄漏量 动力特性 齿形角 

摘      要：建立齿在静子上迷宫密封(TOS LS)、齿在转子上迷宫密封(TOR LS)与交错式迷宫密封(ILS)三维数值分析模型,并采用多频椭圆涡动轨迹模型与计算流体力学方法阐明4种齿形角(θ=0°,15°,30°,45°)对3种迷宫密封泄漏与动力特性的影响。结果表明:在转子转速15000 r/min与进口压力6.9×10^(5) Pa的运行工况下,ILS具有最小的泄漏量,但是若采用过小的齿形角(θ=0°,15°)易引发转子失稳;TOR LS具有最差的封严性能;TOS LS具有最好的系统稳定性。在齿形角从0°增加至45°时:TOS LS、TOR LS与ILS的泄漏量分别降低5.6%、5.1%与16.8%;中间腔室负气流切向力的绝对值分别增加60.2%、133.9%与470.3%;整个密封段的有效阻尼分别增加44.9%~61.9%、30.7%~53.6%与90.4%~445.3%,系统稳定性均得到显著加强。