涡轮蜂窝面径向轮缘密封封严性能的数值研究
本文关键词: 涡轮 蜂窝面径向轮缘密封 封严性能 数值模拟 出处:《推进技术》2016年05期 论文类型:期刊论文
【摘要】:采用附加示踪变量方法,数值求解三维Unsteady Reynolds-Averaged Navier-Stokes(URANS)方程和SST紊流模型,研究了典型光滑面径向轮缘密封和新设计的蜂窝面径向轮缘密封的封严性能。数值计算了光滑面轮缘密封的封严效率。数值结果与实验数据吻合一致,验证了所发展数值方法的有效性。计算了三种封严冷气量下蜂窝面和光滑面径向轮缘密封的封严效率,分析对比了两种轮缘密封的封严性能和流场特性。研究结果表明:新设计的蜂窝面径向轮缘密封的封严效率相比于光滑面结构在相同冷气量下提高52%~67%。在径向内齿上开设蜂窝孔结构会增加流动阻力,抑制入侵燃气进入涡轮盘腔,有效地提高了轮缘密封的封严性能。
[Abstract]:The method of additional tracer variable was used. The three-dimensional Unsteady Reynolds-Averaged Navier-Stokes equations and the SST turbulence model are numerically solved. The sealing performance of the typical smooth radial flange seal and the newly designed honeycomb radial flange seal is studied. The sealing efficiency of the smooth flange seal is numerically calculated. The numerical results agree well with the experimental data. The effectiveness of the developed numerical method is verified. The sealing efficiency of the radial flange seals on honeycomb and smooth surfaces is calculated under three kinds of sealed cooling gas. The sealing performance and flow field characteristics of two kinds of flange seals are analyzed and compared. The results show that:. Compared with the smooth surface, the sealing efficiency of the newly designed radial flange seal is higher than that of the smooth surface at the same air cooling rate. The opening of the honeycomb hole structure on the radial inner teeth will increase the flow resistance. The sealing performance of flange seal is improved effectively by restraining the invasion gas into the turbine chamber.
【作者单位】: 西安交通大学能源与动力工程学院;先进航空发动机协同创新中心;
【基金】:国家自然科学基金资助项目(51376144)
【分类号】:V231
【正文快照】: 1引言在涡轮级中,由于动叶静叶相互干涉在轮缘间隙处会发生主流高温燃气入侵现象,主流高温燃气通过轮缘间隙进入涡轮盘腔后,会加热轮盘,导致轮盘变形,影响安全。为了避免轮盘过热,在静叶动叶轮缘间隙处设计轮缘密封以阻止高温燃气侵入涡轮盘腔,同时会从压气机引入二次冷却空气
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,本文编号:1477932
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