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考虑热流固多物理场耦合的圆周密封特性
被引量：
5
1
作者
闫玉涛
魏荣
+2 位作者
胡广阳
王富超
张立静
《航空动力学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第2期305-317,共13页
基于圆周密封工况分析,建立了流场、温度场及结构场的多物理场耦合三维求解模型。通过热流固耦合方法计算结果分别与理论模型和试验结果对比,验证了模型正确性。分析了圆周密封流场、温度场和结构场特性,及耦合场应力和变形分布规律,得...
基于圆周密封工况分析,建立了流场、温度场及结构场的多物理场耦合三维求解模型。通过热流固耦合方法计算结果分别与理论模型和试验结果对比,验证了模型正确性。分析了圆周密封流场、温度场和结构场特性,及耦合场应力和变形分布规律,得到了关键工况参数对圆周密封性能作用规律。结果表明:流场压力沿z轴负向降低,压力降梯度与密封带宽度负相关;封严气体出现不规则涡旋运动,流速沿径向降低。温度场分布较均匀,最高温度位于搭接头处。结构场分析发现最大变形和最大应力位于凸搭接头处。热流固耦合下密封环最大变形量比流固耦合下增大161%,比热结构耦合下减小0.9%,温度场对变形显著影响。最大应力移至密封带与搭接头过渡处,比流固耦合下增大83%,比热结构耦合下增大23%,流场与温度场对密封环应力影响较大。温差变化对变形量起主要作用。压差变化对最大应力起主要作用,对泄漏量具有决定性作用。
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关键词
圆周密封
热流固耦合
流场特性
密封环变形
等效应力
泄漏量
原文传递
刷丝磨损对刷式密封泄漏流动特性影响数值与实验研究
被引量：
3
2
作者
冯毓钟
赵欢
+3 位作者
孙丹
慕伟
张国臣
李浩
《航空动力学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第6期1234-1247,共14页
采用有限元分析与计算流体力学相结合的方法,建立了考虑刷丝磨损的刷式密封泄漏流动特性求解模型,设计搭建了基于柱面圆周摩擦形式的刷式密封摩擦磨损特性实验装置,实验研究了刷丝与转子间正压力特性,在实验验证数值计算准确性的基础上...
采用有限元分析与计算流体力学相结合的方法,建立了考虑刷丝磨损的刷式密封泄漏流动特性求解模型,设计搭建了基于柱面圆周摩擦形式的刷式密封摩擦磨损特性实验装置,实验研究了刷丝与转子间正压力特性,在实验验证数值计算准确性的基础上,研究了刷丝磨损对刷式密封泄漏流动特性的影响规律。研究结果表明:从刷丝束上游到下游,刷丝与转子间正压力和刷丝磨损长度均先减小后增大;刷丝磨损长度随干涉量、刷丝直径的增加而增大,随压比、刷丝长度的增加而减小。考虑刷丝磨损的刷式密封泄漏量随压比、干涉量、刷丝直径的增加而增大,随着刷丝长度的增加而减小。提出泄漏量变化率表征刷丝磨损对刷式密封泄漏特性的影响程度,泄漏量变化率随刷丝直径的增加而增大,随着刷丝长度和压比的增加而减小;在压比为2.5的工况下,当刷丝直径从0.09 mm增至0.11 mm时,泄漏量变化率从9.53%增至19.18%;当刷丝长度从15.556 mm增至17.556 mm时,泄漏量变化率从13.47%降至5.38%。增加刷丝长度并减小刷丝直径可以降低刷丝磨损对刷式密封封严性能的影响。
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关键词
刷式密封
摩擦磨损
泄漏特性
正压力
Archard黏着磨损理论
原文传递
题名
考虑热流固多物理场耦合的圆周密封特性
被引量：
5
1
作者
闫玉涛
魏荣
胡广阳
王富超
张立静
机构
东北大学机械工程与自动化学院
中国
航空
发动机
集团
有限公司
沈阳
发动机
研究所
航空
发动机
动力
传输
重点
实验室
出处
《航空动力学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第2期305-317,共13页
基金
国家自然科学基金(51875095)
航空科学基金(20140450001).
文摘
基于圆周密封工况分析,建立了流场、温度场及结构场的多物理场耦合三维求解模型。通过热流固耦合方法计算结果分别与理论模型和试验结果对比,验证了模型正确性。分析了圆周密封流场、温度场和结构场特性,及耦合场应力和变形分布规律,得到了关键工况参数对圆周密封性能作用规律。结果表明:流场压力沿z轴负向降低,压力降梯度与密封带宽度负相关;封严气体出现不规则涡旋运动,流速沿径向降低。温度场分布较均匀,最高温度位于搭接头处。结构场分析发现最大变形和最大应力位于凸搭接头处。热流固耦合下密封环最大变形量比流固耦合下增大161%,比热结构耦合下减小0.9%,温度场对变形显著影响。最大应力移至密封带与搭接头过渡处,比流固耦合下增大83%,比热结构耦合下增大23%,流场与温度场对密封环应力影响较大。温差变化对变形量起主要作用。压差变化对最大应力起主要作用,对泄漏量具有决定性作用。
关键词
圆周密封
热流固耦合
流场特性
密封环变形
等效应力
泄漏量
Keywords
circumferential seal
thermal-fluid-structure coupling
flow field characteristics
seal ring deformation
von Mises stress
leakage
分类号
V231 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
TB42 [一般工业技术]
原文传递
题名
刷丝磨损对刷式密封泄漏流动特性影响数值与实验研究
被引量：
3
2
作者
冯毓钟
赵欢
孙丹
慕伟
张国臣
李浩
机构
沈阳
航空
航天大学
航空
发动机
学院辽宁省
航空
推进系统先进测试技术
重点
实验室
中国
航空
发动机
集团
有限公司
沈阳
发动机
研究所
航空
发动机
动力
传输
航空
科技
重点
实验室
出处
《航空动力学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第6期1234-1247,共14页
基金
国家自然科学基金(52075346,51675351)
辽宁省自然科学基金(2019⁃ZD⁃0236)
辽宁省教育厅基础研究项目(JYT2020047)。
文摘
采用有限元分析与计算流体力学相结合的方法,建立了考虑刷丝磨损的刷式密封泄漏流动特性求解模型,设计搭建了基于柱面圆周摩擦形式的刷式密封摩擦磨损特性实验装置,实验研究了刷丝与转子间正压力特性,在实验验证数值计算准确性的基础上,研究了刷丝磨损对刷式密封泄漏流动特性的影响规律。研究结果表明:从刷丝束上游到下游,刷丝与转子间正压力和刷丝磨损长度均先减小后增大;刷丝磨损长度随干涉量、刷丝直径的增加而增大,随压比、刷丝长度的增加而减小。考虑刷丝磨损的刷式密封泄漏量随压比、干涉量、刷丝直径的增加而增大,随着刷丝长度的增加而减小。提出泄漏量变化率表征刷丝磨损对刷式密封泄漏特性的影响程度,泄漏量变化率随刷丝直径的增加而增大,随着刷丝长度和压比的增加而减小;在压比为2.5的工况下,当刷丝直径从0.09 mm增至0.11 mm时,泄漏量变化率从9.53%增至19.18%;当刷丝长度从15.556 mm增至17.556 mm时,泄漏量变化率从13.47%降至5.38%。增加刷丝长度并减小刷丝直径可以降低刷丝磨损对刷式密封封严性能的影响。
关键词
刷式密封
摩擦磨损
泄漏特性
正压力
Archard黏着磨损理论
Keywords
brush seal
friction and wear
leakage characteristics
positive pressure
Archard adhesive wear theory
分类号
V233 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
TK263.2 [动力工程及工程热物理—动力机械及工程]
原文传递
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
考虑热流固多物理场耦合的圆周密封特性
闫玉涛
魏荣
胡广阳
王富超
张立静
《航空动力学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020
5
原文传递
2
刷丝磨损对刷式密封泄漏流动特性影响数值与实验研究
冯毓钟
赵欢
孙丹
慕伟
张国臣
李浩
《航空动力学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022
3
原文传递
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