迷宫刷式密封泄漏特性的实验和数值研究

发布时间：2021-08-26 22:18

　　具有优良封严性能和对转子的瞬时偏心涡动适应性很强的刷式密封在透平机械间隙流动控制中得到应用。论文实验和数值研究了迷宫密封和两种刷丝束与转子间隙c（0.7 mm、0.8 mm）的单级迷宫刷式密封在转速0³000 r/min和压比1.1²范围的泄漏特性。研究表明:迷宫刷式密封的封严性能优于迷宫密封,泄漏量随压比和密封间隙c的增大而增大;迷宫刷式密封泄漏迟滞效应随转子转速升高而减弱。刷丝束的上下表面的径向压差和上下游面的轴向压差随压比的增大和密封间隙c的减小而增大,进而刷丝束闭合效应和轴向弯曲程度增大.论文工作为迷宫刷式密封设计和泄漏特性分析提供参考。 

【文章来源】：工程热物理学报. 2020,41(10)北大核心EICSCD

【文章页数】：9 页

【部分图文】：

图２密封实验件实物图??Ｆｉｇ．?２?Ｐｈｏｔｏｇｒａｐｈ?ｏｆ?ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ?ｓｅａｌｓ??

?０．２??０．４??０．６??０．８??１．０??（ｂ）?０．８?ｍｍ间隙迷宫刷式密封??图１２刷丝束上下表面静压力ｐ沿轴向分布（ｎ二０?ｒ／ｍｉｎ）??Ｆｉｇ．?１２?Ｓｔａｔｉｃ?ｐｒｅｓｓｕｒｅｓ?（ｐ）?ｏｆ?ｔｈｅ?ｕｐｐｅｒ?ａｎｄ?ｔｈｅ?ｌｏｗｅｒ??ｓｕｒｆａｃｅ?（ｎ＝０?ｒ／ｍｉｎ）??承受过大的轴向压差，会发生刷丝折损，造成密封??泄漏量急剧增大。因此，在设计刷式密封时，应保证??刷丝束具有足够的强度从而避免刷丝束在大的轴向??压差下发生剧烈变形。??图１１刷丝束上下游表面静压差Ａｐｒ沿径向分布（ｎ＝０?ｒ／ｍｉｎ）??Ｆｉｇ．?１１?Ｓｔａｔｉｃ?ｐｒｅｓｓｕｒｅ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓ?（Ａｐｒ）?ｏｆ?ｔｈｅ?ｕｐｓｔｒｅａｍ??ｓｕｒｆａｃｅ?ａｎｄ?ｔｈｅ?ｄｏｗｎｓｔｒｅａｍ?ｓｕｒｆａｃｅ（ｎ＝０?ｒ／ｍｉｎ）??图１２给出了转子静止状态下０．７?ｍｍ和０．８?ｍｍ??ｏ?ｏ?ｏ?ｏ??４?３?２?１??Ｅｓ／＾ｖ??

ｎ多孔介质模型的数值方法，研究了转速、压??比、压力载荷历程以及刷丝束与转子间隙对迷宫刷??式密封泄漏特性的影响规律，并与高低齿迷宫密封??进行了比较，为迷宫刷式密封的应用及改进设计提??供参考。??１模型和数值方法??１．１密封几何参数??本文利用刷式密封泄漏特性研究旋转密封实验??台［１５１对高低齿迷宫密封和两种不同刷丝束与转轴??间隙（〇．７?ｍｍ、０．８?ｍｍ）的单级迷宫刷式密封在不同??转速和压比条件下的泄漏流量进行了实验测量。密??封的结构及其尺寸（单位ｍｍ）如图１和表１所示，单??级迷宫刷式密封是将高低齿迷宫密封的下游的一个??迷宫长齿替换为刷式密封。图２给出了实验所用密封??环实物图及刷式密封实物图，刷丝材质为Ｈａｙｎｅｓ２５，??图２密封实验件实物图??Ｆｉｇ．?２?Ｐｈｏｔｏｇｒａｐｈ?ｏｆ?ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ?ｓｅａｌｓ??表ｉ刷式密封几何参数??Ｔａｂｌｅ?１?Ｇｅｏｍｅｔｒｉｃａｌ?ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ?ｏｆ?ｂｒｕｓｈ?ｓｅａｌｓ??参数??数值??转子直径??４００??前夹板内径乃１／ｍｍ??４０８．２??密封外径乃２／ｍｍ??４２２．８??围栏高度Ｈ／ｍｍ??１．４??刷丝束厚度ｗ／ｍｍ??１．６??刷丝束与转子间隙ｃ／ｍｍ??０．７，?０．８??刷丝直径ｄ／ｍｍ??０．０７２??刷丝倾斜角少／（°）??４５??１．２多孔介质模型与计算网格??如式（１）所示，本文用于模拟刷丝束内部流动??的多孔介质模型是在动量方程中添加阻力源项ｆｂｉ，??该模型的详细推导过程参见文献［１５］？［１９］。??ｄ（ｐｕｊＵｊ）??ｄ（７ｉｊ??ｄｘｊ??Ｆｈｉ??⑴??式

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3365074