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刷丝磨损对刷式密封泄漏流动特性影响数值与实验研究

冯毓钟 赵欢 孙丹 慕伟 张国臣 李浩

冯毓钟, 赵欢, 孙丹, 慕伟, 张国臣, 李浩. 刷丝磨损对刷式密封泄漏流动特性影响数值与实验研究[J]. 航空动力学报, 2022, 37(6): 1234-1247. doi: 10.13224/j.cnki.jasp.20210031
引用本文: 冯毓钟, 赵欢, 孙丹, 慕伟, 张国臣, 李浩. 刷丝磨损对刷式密封泄漏流动特性影响数值与实验研究[J]. 航空动力学报, 2022, 37(6): 1234-1247. doi: 10.13224/j.cnki.jasp.20210031
FENG Yuzhong, ZHAO Huan, SUN Dan, MU Wei, ZHANG Guochen, LI Hao. Numerical and experimental research on influence of brush bristle wear on leakage and flow characteristics of brush seal[J]. Journal of Aerospace Power, 2022, 37(6): 1234-1247. doi: 10.13224/j.cnki.jasp.20210031
Citation: FENG Yuzhong, ZHAO Huan, SUN Dan, MU Wei, ZHANG Guochen, LI Hao. Numerical and experimental research on influence of brush bristle wear on leakage and flow characteristics of brush seal[J]. Journal of Aerospace Power, 2022, 37(6): 1234-1247. doi: 10.13224/j.cnki.jasp.20210031

刷丝磨损对刷式密封泄漏流动特性影响数值与实验研究

doi: 10.13224/j.cnki.jasp.20210031
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:

    冯毓钟(1997-),男,硕士,主要从事刷式密封摩擦磨损特性研究。

    通讯作者:

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

  • 中图分类号: V233;TK263.2

Numerical and experimental research on influence of brush bristle wear on leakage and flow characteristics of brush seal

  • 摘要: 采用有限元分析与计算流体力学相结合的方法,建立了考虑刷丝磨损的刷式密封泄漏流动特性求解模型,设计搭建了基于柱面圆周摩擦形式的刷式密封摩擦磨损特性实验装置,实验研究了刷丝与转子间正压力特性,在实验验证数值计算准确性的基础上,研究了刷丝磨损对刷式密封泄漏流动特性的影响规律。研究结果表明:从刷丝束上游到下游,刷丝与转子间正压力和刷丝磨损长度均先减小后增大;刷丝磨损长度随干涉量、刷丝直径的增加而增大,随压比、刷丝长度的增加而减小。考虑刷丝磨损的刷式密封泄漏量随压比、干涉量、刷丝直径的增加而增大,随着刷丝长度的增加而减小。提出泄漏量变化率表征刷丝磨损对刷式密封泄漏特性的影响程度,泄漏量变化率随刷丝直径的增加而增大,随着刷丝长度和压比的增加而减小;在压比为2.5的工况下,当刷丝直径从0.09 mm增至0.11 mm时,泄漏量变化率从9.53%增至19.18%;当刷丝长度从15.556 mm增至17.556 mm时,泄漏量变化率从13.47%降至5.38%。增加刷丝长度并减小刷丝直径可以降低刷丝磨损对刷式密封封严性能的影响。

     

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  • 收稿日期:  2021-01-21
  • 刊出日期:  2022-06-28

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