刷式密封泄漏特性数值方法研究与实验验证

论文摘要

从数值方法和实验测试两方面研究刷式密封的泄漏流动特性。分别建立刷式密封稳态多孔介质模型和瞬态三维流固耦合模型,设计搭建了刷式密封泄漏特性实验台,用实验方法研究了进出口压比和密封间隙对刷式密封泄漏特性的影响,对比验证了两种数值方法的准确性,分析比较了两种数值方法的优缺点。在此基础上,用数值方法研究了刷式密封流场特性,分析了刷丝束内部轴向和径向的压力分布特性以及刷丝的"吹闭效应"。研究结果表明:刷式密封瞬态三维流固耦合模型比多孔介质模型求解精度更高,与实验结果更贴近,但求解时间较长;多孔介质模型计算时间短,但该方法需要对孔隙率和阻力系数进行修正,求解不具有普适性;密封间隙一定时,泄漏量随压比的增大而近似呈线性增大;压降主要发生在刷丝束区域,刷丝束轴向压力分布不均,前排刷丝束之间压力梯度较大;径向压力沿轴向分布不均,末排刷丝束径向压力梯度较大,径向压差的存在是产生"吹闭效应"的重要原因。

论文目录

• 1 刷式密封泄漏流动特性数值方法
•   1.1 多孔介质模型
•   1.2 流固耦合模型
• 2 计算模型
•   2.1 求解模型
•   2.2 网格划分
•   2.3 边界条件
• 3 刷式密封泄漏特性实验验证
•   3.1 实验装置
•   3.2 实验结果与数值模型对比验证分析
• 4 刷式密封流场特性分析
•   4.1 刷式密封压力分布特性分析
•   4.2 刷式密封速度分布特性分析
•   4.3 轴向压力分布特性分析
•   4.4 径向压力分布特性分析
• 5 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 孙丹,丁海洋,李国勤,刘长胜,艾延廷

关键词: 刷式密封,多孔介质,流固耦合,实验研究,泄漏特性

来源: 热力透平 2019年01期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅱ辑

专业: 工业通用技术及设备,机械工业

单位: 沈阳航空航天大学辽宁省航空推进系统先进测试技术重点实验室,沈阳鼓风机集团股份有限公司

分类号: TH136

DOI: 10.13707/j.cnki.31-1922/th.2019.01.002

页码: 6-13

总页数: 8

文件大小: 1326K

下载量: 141