刷式-迷宫密封泄漏流动和转子动力特性数值研究

论文摘要

为评估刷式-迷宫密封的封严性能和偏心涡动时对转子安全稳定性的影响,采用基于涡动转子法和非线性Darcian多孔介质模型,建立了数值研究刷式-迷宫密封泄漏流动和转子动力特性的数学模型。研究了压比为1.96、3、4.49、6.9,进口预旋速度为-50、-30、0、30、50 m/s和4种转子自旋速度为3×103、7.5×103、1.5×104、2×104r/min下刷式-迷宫密封泄漏流动特性和转子动力特性系数,并与传统迷宫密封进行了比较。研究结果表明:刷式-迷宫密封的泄漏量显著小于迷宫密封,在压比为6.9时,刷式-迷宫密封的有效间隙仅为迷宫密封的25.5%;刷式-迷宫密封的直接刚度随压比和进口预旋速度绝对值增大而增大,随转子自旋速度改变变化不明显;有效阻尼随进口预旋和转子自旋速度的升高而降低。刷丝束具有止旋作用,相比迷宫密封,刷式-迷宫密封的交叉刚度和有效阻尼对运行工况变化敏感度更低,且刷式-迷宫密封的直接刚度在研究工况范围内均大于迷宫密封,临界转速更高。在相同工况条件下,刷式-迷宫密封的封严性能显著优于迷宫密封,正向预旋速度较大或转子自旋速度较低时,刷式-迷宫密封有效阻尼大于迷宫密封,转子系统的稳定性更好。

论文目录

• 1 计算模型和数值方法
•   1.1 计算模型
•   1.2 涡动转子法
•   1.3 多孔介质模型
•   1.4 边界条件
•   1.5 数值方法有效性验证
• 2 结果与讨论
•   2.1 有效间隙与流场
•   2.2 转子动力特性系数
• 3 结 论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 张元桥,李志刚,李军,晏鑫

关键词: 刷式迷宫密封,涡动转子法,泄漏流动,转子动力特性系数,数值模拟

来源: 西安交通大学学报 2019年03期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅱ辑

专业: 机械工业

单位: 西安交通大学叶轮机械研究所

基金: 国家重点研发计划资助项目(2017YFB0601804),国家自然科学基金资助项目(51776152)

分类号: TH136

页码: 28-35

总页数: 8

文件大小: 1279K

下载量: 219