低滞后刷式密封泄漏特性与滞后效应研究

发布时间：2021-08-21 00:03

　　针对带遮流板的低滞后刷式密封结构,采用经试验数据修正的多孔介质模型,对3种减压腔轴向尺寸的结构在不同上下游压差下的三维泄漏流场进行了数值模拟,对这3种结构在压差上升和下降过程中呈现的泄漏系数滞后效应进行数值分析。研究结果表明:经试验修正的多孔介质模型能较好地预测低滞后刷式密封结构的泄漏量;不同减压腔轴向尺寸的低滞后刷式密封的压力分布趋势基本相同,减压腔使刷束和后挡板间几乎不存在压力梯度;随着压差的上升,泄漏系数先迅速增大后趋于定值;减压腔轴向尺寸为0.5 mm时泄漏系数最小,但其表现出的滞后效应更显著。研究结果可为低滞后刷式密封泄漏特性滞后效应研究及结构设计提供依据。 

【文章来源】：润滑与密封. 2020,45(10)北大核心CSCD

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

低滞后刷式密封结构示意

因遮流板结构的非轴对称,文中对低滞后刷式密封建立三维计算模型。根据遮流板结构在周向的周期重复性,为减少计算量,计算域选取周向8°的扇区,其中遮流板包括图2所示虚线范围内一个完整的狭缝及该狭缝与两个相邻狭缝之间区域的一半。建立的计算域如图3所示,可将其分为上游流体域、遮流板、刷束区与下游流体域。计算域的进口设置为压力进口边界,出口设置为压力出口边界,其条件参数如表2所示;前后表面设置为周期边界;所有壁面均设为无滑移静止壁面边界。

采用ICEM-CFD软件对计算域进行网格划分。为了消除网格疏密程度对计算结果的影响,分别采用单元总数为39万、47万、62万、78万、94万和100万的六套网格进行计算,并对泄漏量进行监测。结果表明当网格数大于78万时,泄漏量基本不变,如图4所示。因此文中采用94万的网格进行数值计算。根据所采用的SST湍流模型对近壁区网格的要求,壁面第一层网格高度设置为0.02 mm,对应的y+<5。刷束区域、转子表面附近及遮流板狭缝处均进行网格加密处理,如图5所示。图5 周期面网格


本文编号：3354470