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涡轮蜂窝面径向轮缘密封封严性能的数值研究 被引量：21
1
作者 高庆 李军 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第5期937-944,共8页
采用附加示踪变量方法,数值求解三维Unsteady Reynolds-Averaged Navier-Stokes（URA-NS）方程和SST紊流模型,研究了典型光滑面径向轮缘密封和新设计的蜂窝面径向轮缘密封的封严性能.数值计算了光滑面轮缘密封的封严效率.数值结果与实... 采用附加示踪变量方法,数值求解三维Unsteady Reynolds-Averaged Navier-Stokes（URA-NS）方程和SST紊流模型,研究了典型光滑面径向轮缘密封和新设计的蜂窝面径向轮缘密封的封严性能.数值计算了光滑面轮缘密封的封严效率.数值结果与实验数据吻合一致,验证了所发展数值方法的有效性.计算了三种封严冷气量下蜂窝面和光滑面径向轮缘密封的封严效率,分析对比了两种轮缘密封的封严性能和流场特性.研究结果表明：新设计的蜂窝面径向轮缘密封的封严效率相比于光滑面结构在相同冷气量下提高52%~67%.在径向内齿上开设蜂窝孔结构会增加流动阻力,抑制入侵燃气进入涡轮盘腔,有效地提高了轮缘密封的封严性能. 展开更多
关键词 涡轮 蜂窝面径向轮缘密封 封严性能 数值模拟
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挡板结构对刷式密封泄漏流动特性的影响
2
作者 李川 刘美红 +2 位作者 宋晓磊 汤俊锋 许嘉辉 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期115-122,共8页
为研究前后挡板结构对刷式密封压力和流场的影响规律,采用非线性Darcian多孔介质模型,分别建立6种不同前后挡板结构的刷式密封求解模型,通过与相关实验数据对比,验证模型的合理性,采用ANSYS软件对刷式密封进行数值分析,研究不同前后挡... 为研究前后挡板结构对刷式密封压力和流场的影响规律,采用非线性Darcian多孔介质模型,分别建立6种不同前后挡板结构的刷式密封求解模型,通过与相关实验数据对比,验证模型的合理性,采用ANSYS软件对刷式密封进行数值分析,研究不同前后挡板结构下的刷丝束压力和流场分布特性。研究结果表明:压比和挡板结构对刷式密封封严性能起到关键作用;刷式密封的泄漏量随着压比增大而增大,长前挡板结构能够减小泄漏量,基本型和环形腔型后挡板结构的泄漏量基本没有区别,通腔后挡板结构会使泄漏量显著增长;长前挡板结构能够减小刷丝束内压力,后挡板结构对刷式密封的压力分布起到决定作用;通腔后挡板能够消除部分径向压力梯度,提高刷式密封寿命,但会造成泄漏量增长。 展开更多
关键词 刷式密封 泄漏特性 多孔介质模型 压力分布特性 封严性能
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高压液氧涡轮泵孔型/蜂窝阻尼密封的设计 被引量：6
3
作者 毛凯 李昌奂 +1 位作者 张聃 安康 《火箭推进》 CAS 2021年第2期47-53,共7页
针对某型火箭发动机高压液氧涡轮泵离心轮的前、后凸肩动密封,采用孔型/蜂窝阻尼密封代替原始迷宫密封方案,并对密封结构参数进行优化设计,旨在减小泵内动静间隙泄漏,提高泵容积效率。采用经水工质孔型密封泄漏量实验数据验证的,基于k-... 针对某型火箭发动机高压液氧涡轮泵离心轮的前、后凸肩动密封,采用孔型/蜂窝阻尼密封代替原始迷宫密封方案,并对密封结构参数进行优化设计,旨在减小泵内动静间隙泄漏,提高泵容积效率。采用经水工质孔型密封泄漏量实验数据验证的,基于k-ε湍流模型和三维定常Reynolds-Averaged Navier-Stokes(RANS)方程的液体孔型密封泄漏量数值计算方法,研究了孔深、孔径对液氧孔型阻尼密封、蜂窝阻尼密封泄漏特性的影响规律,并与迷宫密封的封严性能进行了比较。计算分析了孔径在0.3~2.0 mm范围内、孔深在0.1~2.0 mm范围内连续变化时孔型阻尼密封的泄漏量。结果表明:相同孔径和孔深下,孔型阻尼密封和蜂窝阻尼密封具有相近的封严性能,均优于迷宫密封;有限的密封轴向长度下,液氧孔型/蜂窝阻尼密封泄漏量随孔径的增大(轴向孔数目减小)先减小后增大,孔型/蜂窝阻尼密封最佳孔径为1.4 mm;不同孔径下,液氧孔型/蜂窝密封均存在最佳深径比0.5,泄漏量达到最小值;相比于原始迷宫密封方案,优化设计的孔型/蜂窝阻尼密封使液氧涡轮泵离心轮前、后凸肩动密封泄漏量分别减小了约19%和21%。 展开更多
关键词 液氧涡轮泵 孔型/蜂窝密封 优化设计 封严性能
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航空发动机篦齿流动熵产分析及系统低熵产篦齿构造
4
作者 刘晓静 丁水汀 +3 位作者 邱天 刘传凯 李果 赵志高 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第9期2107-2115,共9页
建立篦齿熵产分析的数值模拟方法并经试验验证方法的准确性,进而揭示了台阶式篦齿的倾角、齿顶宽度、齿高、台阶高度变化下的流动熵产机理及导致熵产的主要流动特征。在此基础上最终从系统熵产视角对篦齿进行优化和特性分析。结果表明:... 建立篦齿熵产分析的数值模拟方法并经试验验证方法的准确性,进而揭示了台阶式篦齿的倾角、齿顶宽度、齿高、台阶高度变化下的流动熵产机理及导致熵产的主要流动特征。在此基础上最终从系统熵产视角对篦齿进行优化和特性分析。结果表明:篦齿齿顶区域相对耗散强度较大,导致该区域存在的齿顶涡具有较强增阻作用,对于提升篦齿局部熵产,降低系统熵产有重要作用。通过主动构造齿顶涡(增阻涡)可以实现增强篦齿局部熵产、减小泄漏量的设计目标。优化后的台阶式篦齿结构较初始台阶齿的封严性能提升24%。 展开更多
关键词 篦齿 熵产 增阻涡 构型 封严性能
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篦齿倾斜角度对封严性能的影响研究
5
作者 余强 陈剑 +1 位作者 赵丹 张文灿 《现代机械》 2023年第3期36-38,共3页
为了获得直通型斜篦齿倾斜角度对封严特性的影响,利用数值计算方法对直通型斜篦齿前、后倾角的变化对封严性能的影响进行了研究,分别从不同前倾角和不同后倾角两个方面进行研究。结果表明:对于不同前倾角,在压比低于1.8时,前倾角越大,... 为了获得直通型斜篦齿倾斜角度对封严特性的影响,利用数值计算方法对直通型斜篦齿前、后倾角的变化对封严性能的影响进行了研究,分别从不同前倾角和不同后倾角两个方面进行研究。结果表明:对于不同前倾角,在压比低于1.8时,前倾角越大,封严性能越好,在压比高于2.5时,前倾角在10°时具有较好的封严性能。对于不同后倾角,在压比低于1.8时,后倾角越小,封严性能越好,压比1.1~4.0范围内,前倾角15°不变时,后倾角25°时封严性能相对较好。 展开更多
关键词 篦齿 数值研究 角度 封严性能
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篦齿结构磨损对封严性能的影响 被引量：1
6
作者 袁紫琪 宁方飞 《燃气涡轮试验与研究》 北大核心 2019年第1期30-37,共8页
通过对一个4齿的台阶齿进行数值模拟,分析了上台阶流动和下台阶流动在不同压比、不同磨损下封严性能的变化。结果表明:齿尖前缘处磨损对封严性能有不利影响,在所模拟的最恶劣情况下会导致泄漏流量增加约26.0%;而齿尖尾缘处磨损对封严性... 通过对一个4齿的台阶齿进行数值模拟,分析了上台阶流动和下台阶流动在不同压比、不同磨损下封严性能的变化。结果表明:齿尖前缘处磨损对封严性能有不利影响,在所模拟的最恶劣情况下会导致泄漏流量增加约26.0%;而齿尖尾缘处磨损对封严性能有一定提升作用。衬套磨损对封严性能有不利影响,在一定深度范围内封严性能随着磨损深度的增加而降低,但随着衬套磨损深度的继续增加封严性能的恶化趋于不变;而衬套磨损宽度的增加,将造成封严性能持续下降。 展开更多
关键词 航空发动机 篦齿封严 齿尖磨损 衬套磨损 泄漏系数 封严性能
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高压涡轮圆柱孔状径向轮缘密封封严特性的数值研究
7
作者 周小兵 吴艳辉 +1 位作者 郭鑫 范鑫 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第2期161-170,共10页
径向轮缘密封结构在增大主流燃气入侵阻力同时也会阻碍封严冷气的向上输送,为此提出了一种在径向轮缘密封的径向内齿上打孔来改善其封严性能的设计思路。针对Lisa1.5级高压涡轮实验台,设计了一种传统和五种带孔新型的径向轮缘密封,采用... 径向轮缘密封结构在增大主流燃气入侵阻力同时也会阻碍封严冷气的向上输送,为此提出了一种在径向轮缘密封的径向内齿上打孔来改善其封严性能的设计思路。针对Lisa1.5级高压涡轮实验台,设计了一种传统和五种带孔新型的径向轮缘密封,采用数值模拟方法评定了圆柱孔孔径D和孔心距S_(h)对封严性能的影响,并揭示了其改变封严特性的流动机理。结果表明:在设计封严冷气量工况下,相较于传统的径向轮缘密封结构,D为0.375mm和0.5mm的圆柱孔状径向轮缘密封具有更好的封严性能,其喷射的冷气与主流冷气混合后形成"屏障",阻止燃气的进一步入侵,使得封严效率分别提高大约2%和4%;S_(h)为0.75mm和1.825mm圆柱孔状径向轮缘密封可以提高封严效率4%左右,但S_(h)为0.75mm的密封结构会在盘腔内发生回流现象,导致燃气扩散,而S_(h)为1.825mm的密封结构由于圆柱孔远离燃气率先入侵位置,可以有效地阻碍燃气在盘腔内的入侵。因此,D为0.5mm以及S_(h)为1.825mm的圆柱孔状轮缘密封是本文研究获得的最优设计方案。 展开更多
关键词 高压涡轮 封严性能 燃气入侵 径向轮缘密封 圆柱孔
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