基于维修数据的航空发动机篦齿密封特性分析

发布时间：2020-08-31 15:13

　　 篦齿封严是航空发动机中使用广泛的一种长寿命、有效的非接触式封严装置。篦齿结构是利用通道的突缩和突扩增加流阻来限制流体的泄漏。篦齿的封严效果对发动机的性能有着重要的影响。如果篦齿在工作时发生磨损和腐蚀等,封严效率会随着压力而发生改变,发动机的性能也会受到影响。因此,研究篦齿封严的特性有着重要的意义。论文首先对研究国内外篦齿封严特性的相关文献进行了分析,归纳了不同因素对篦齿封严特性的影响规律。其次,结合几款典型的航空发动机CFM56、V2500和LEAP主流路中的主要密封装置进行了分析,探究了不同篦齿结构的特点和适用情况,研究了三种型号的涡扇发动机在主流路使用的封严方案。对在大修厂收集到的发动机主流路中主要密封装置的间隙值进行了研究,使用三种不同的相关性分析方法,考察了不同位置对发动机的性能影响情况。最后,数值模拟研究了篦齿的封严机理和不同因素对篦齿封严特性的影响。以泄漏量和泄露系数为衡量篦齿封严效果的标准,探究了初始条件进口总压对封严性能的影响,分析了齿形中的齿数、齿尖间隙、齿尖宽度和前倾角等对篦齿封严特性的影响。同时在两齿和三齿的篦齿封严结构中,分别对不同的前倾角进行排列,形成了新型的组合型篦齿封严结构,并探究了它们的封严性能。发现在两齿和三齿的篦齿结构中,第一道齿有前倾角,后边的齿无前倾角的篦齿泄漏量较小,封严性能较好。组合型的篦齿封严结构利用齿型的变化,改变了齿腔的流场,使更多的能量耗散在了齿腔中,减小了泄漏量。组合型的篦齿封严结构的封严特性要优于单一倾角的直通型篦齿封严结构。组合型篦齿封严结构可以成为一个新的发展方向,以满足航空发动机对封严技术的新要求。
【学位单位】：中国民航大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：V232

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本文编号：2808977