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预旋对阻旋栅密封泄漏特性与动力特性影响机理

王小伟 孙丹 赵欢 孟继纲 张国臣 周敏

王小伟, 孙丹, 赵欢, 孟继纲, 张国臣, 周敏. 预旋对阻旋栅密封泄漏特性与动力特性影响机理[J]. 航空动力学报, 2022, 37(2): 296-307. doi: 10.13224/j.cnki.jasp.20210018
引用本文: 王小伟, 孙丹, 赵欢, 孟继纲, 张国臣, 周敏. 预旋对阻旋栅密封泄漏特性与动力特性影响机理[J]. 航空动力学报, 2022, 37(2): 296-307. doi: 10.13224/j.cnki.jasp.20210018
WANG Xiaowei, SUN Dan, ZHAO Huan, MENG Jigang, ZHANG Guochen, ZHOU Min. Mechanism of influence of pre-swirl on leakage and rotordynamic characteristics of swirl brake seal[J]. Journal of Aerospace Power, 2022, 37(2): 296-307. doi: 10.13224/j.cnki.jasp.20210018
Citation: WANG Xiaowei, SUN Dan, ZHAO Huan, MENG Jigang, ZHANG Guochen, ZHOU Min. Mechanism of influence of pre-swirl on leakage and rotordynamic characteristics of swirl brake seal[J]. Journal of Aerospace Power, 2022, 37(2): 296-307. doi: 10.13224/j.cnki.jasp.20210018

预旋对阻旋栅密封泄漏特性与动力特性影响机理

doi: 10.13224/j.cnki.jasp.20210018
基金项目: 国家自然科学基金(52075346,51675351); 辽宁省自然科学基金(2019-ZD-0236);辽宁省教育厅基础研究项目(JYT2020047)
详细信息
    作者简介:

    王小伟(1997-),男,硕士生,主要研究涡轮机械动密封动力特性。

    通讯作者:

    孙丹(1981-),男,教授,博士,主要从事涡轮机械先进密封技术研究。E-mail:phd_sundan@163.com

  • 中图分类号: V233.5

Mechanism of influence of pre-swirl on leakage and rotordynamic characteristics of swirl brake seal

  • 摘要: 应用非定常动网格技术,建立了阻旋栅密封多频椭圆涡动泄漏特性与动力特性求解模型,研究了周向含20、40个阻旋栅和40个加长型阻旋栅密封在不同预旋比下的泄漏特性与动力特性,并在实验验证数值模型准确性基础上,分析了预旋对密封进口流场,密封腔室旋流强度,周向压差及气流激振力影响,揭示了预旋对阻旋栅密封泄漏特性与动力特性影响机理。研究结果表明:阻旋栅密封突出特点在于抑制气流激振,对泄漏量影响不大,当预旋比λ0为0.75,40个加长型阻旋栅密封泄漏量相比无阻旋栅密封降低了0.17%,这主要是预旋增大使周向气流流速增加,加剧了阻旋栅之间的涡流能量耗散现象;而阻旋栅数量增加有利于气流在阻旋栅之间的涡流能量耗散。阻旋栅密封交叉刚度随预旋比增大而增大,随阻旋栅数量或长度增加而降低;直接阻尼和有效阻尼随预旋比增大而减小,随阻旋栅数量或长度增加而增大。预旋比增大使密封腔室周向压差升高,气流激振力切向分力与径向分力增大,转子稳定性降低。

     

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  • 收稿日期:  2021-01-13
  • 刊出日期:  2022-02-28

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