间隙变化对轮缘密封泄漏流动特性的影响

作     者：李文豪 徐磊 王梓齐 何坤 晏鑫 李军 

作者机构：西安交通大学能源与动力工程学院 

出 版 物：《西安交通大学学报》 (Journal of Xi'an Jiaotong University)

年 卷 期：2025年

核心收录：

学科分类：08[工学] 080203[工学-机械设计及理论] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

基　　金：国家科技重大专项资助项目(J2019-II-0010-0030 J2019-III-0007-0050) 

主　　题：燃气透平 轮缘密封 泄漏 径向间隙 轴向间隙 

摘      要：轮缘密封是燃气透平二次空气系统的重要组件，合理的轮缘密封结构设计能有效抑制燃气入侵盘腔、提高燃气透平气动效率。为研究间隙变化对轮缘密封泄漏特性的影响，搭建了轮缘密封泄漏特性实验台，测量了压比为1.1～1.5时轮缘密封在轴向与径向间隙各变化±10%和±20%时的泄漏量，采用数值方法分析了轴向与径向间隙变化对泄漏流动特性的影响机理。结果表明：轮缘密封的泄漏量与泄漏系数均随压比的增大而增大，但增大的趋势减缓，其中泄漏系数随压比增大而减缓的趋势更显著。压比从1.1增大到1.3，泄漏系数增大约35.8%，而压比从1.3增大到1.5时流量系数仅增大17.3%。密封齿重叠部分是轮缘密封中影响泄漏性能的主要结构，相同条件下变径向间隙比变轴向间隙对轮缘密封泄漏性能影响更大。相对于设计尺寸下的泄漏量，轴向间隙每增大10%，泄漏流量平均增大2.0%；径向间隙每增大10%，泄漏流量增大5.4%。