含有凹槽结构迷宫密封泄漏性能的数值研究

针对不同结构迷宫密封泄漏特性的问题,通过采用CFD三维分析的方法,研究了直通式和含有矩形和圆形凹槽的迷宫密封在不同压比,间隙,转速下的三维流场和泄漏特性。研究结果表明:含有凹槽的结构能够显著的加快耗散气体动能,进而提高密封效率,降低迷宫密封泄漏量,其中圆形凹槽比矩形凹槽阻止泄漏量更优;随着间隙增大,迷宫密封泄漏均增大,泄漏量和泄漏增长率依次是圆形优于矩形优于直通式;随着进出口压比的增大,泄漏量增加明显,矩形与圆形凹槽增加趋势相近;随着转速的增大,气体在迷宫密封内的湍动能耗散增大,泄漏量有所降低,凹槽迷宫密封内的涡旋充分耗散,泄漏量降低更多,达到极值后趋于稳定。     

径向迷宫密封泄漏特性的数值预报

基于迷宫密封内部流场的数值模拟,提出了一种径向迷宫密封泄漏特性的数值预报模型,并对一种径向锯齿型迷宫密封的泄漏特性进行了实例预报,预报结果与实验结果吻合较好.     

密封齿对侧开槽对迷宫密封泄漏特性的影响

为了降低迷宫密封的泄漏量,提出一种在直通型迷宫密封的密封齿前端和后端设立凹槽的密封结构,基于CFD方法,建立迷宫密封数值仿真模型。通过与已有试验数据的对比,验证模型的正确性。探讨不同湍流模型的适用范围,并对比光滑表面、前置凹槽、后置凹槽3种结构在泄漏量、轴向压降及流场速度分布的差异性。结果表明:SST湍流模型更加适用于迷宫密封这种窄间隙的近壁面流动;前置凹槽结构降低泄漏量的效果较差,只有在高压力差下才能降低泄漏量;后置凹槽结构能改变迷宫密封腔内漩涡方向及状态,进而降低迷宫密封透气效应,加剧密封的能量耗散的同时降低泄漏量。因此,后置凹槽的迷宫密封结构具有较好的工程应用前景。     

F级燃气轮机高压迷宫密封泄漏特性研究

以F级燃气轮机高压迷宫密封为研究对象,研究密封间隙、压比、密封齿厚对迷宫密封泄漏特性的影响规律,采用泄漏系数表征各种影响因素与密封泄漏量的函数关系。结果表明:相同压比条件下,密封间隙增大,泄漏系数增大,且增大的趋势变大;相同密封间隙下,随着压比提高,泄漏系数近似线性的增大;相同间隙和压比下,随着齿厚的减小,泄漏系数减小。     

三种迷宫密封泄漏量及动特性系数数值研究

对直通型、阶梯型及交错型3种迷宫密封流场进行数值分析,研究其封严特性及动力学特性,分析进出口压差、转子转速对迷宫密封泄漏量及动力学特性系数的影响。研究结果表明:交错型迷宫密封封严特性最优,直通型最差;直通型迷宫密封在高转速时有较好的动力学特性,而交错型迷宫密封在低转速时动力学特性很好,但随转速的增加动力学性能急剧下降;在进出口压差较大或转速较低时,交错型迷宫密封具有良好的密封性能及动力学特性,阶梯型迷宫密封动力学特性最差;在转速较高时,直通型迷宫密封具有良好的动力学特性,交错型迷宫密封动力学特性最差。     

迷宫密封流场与泄漏特性研究

应用Fluent软件计算迷宫间隙、齿厚、空腔深度和不同齿型对迷宫密封流场和泄漏量的影响。计算结果表明:迷宫密封泄漏量随间隙宽度呈线性变化;随着密封齿厚度的增加,泄漏量相对减少,泄漏量按线性关系变化;对于空腔深度而言,空腔深度越大,紊流程度下降,泄漏量越大;对不同齿型,半圆形密封齿泄漏量最大,其次是弧形齿,在实际应用中应多使用直齿,梯形齿和三角齿,以减少泄漏量。本研究可为迷宫密封设计与应用提供依据。     

直通式迷宫密封的数值分析

对直通式迷宫密封的流场和泄漏量进行了分析。采用CFD方法,应用k-ε湍流模型,SIMPLE算法。计算了迷宫密封内的速度分布、压力分布及泄漏量。就旋转速度对低比压直通式迷宫密封泄漏量影响做了进一步的分析,对进一步理解迷宫密封的机理具有一定意义。     

密封齿形对迷宫泄漏量影响的数值分析

通过对迷宫密封机理的分析,利用流体力学计算方程对迷宫密封的数学模型进行数值计算,得出了密封齿形对迷宫泄漏量的影响规律,为迷宫压缩机的设计提供了理论依据。     

燃机曲折型迷宫密封的泄漏特性研究

以F级燃气轮机中曲折型迷宫密封为研究对象,对其内部流场和泄漏特性进行数值模拟,研究密封间隙、压比对迷宫密封泄漏特性的影响。结果表明：在相同密封间隙下,泄漏量随着压比的提高而增加;相同压比下,泄漏量随着密封间隙的减小而减少。基于数值计算结果,对现有迷宫密封泄漏量计算公式进行修正,建立曲折型迷宫密封的泄漏量计算公式。该公式计算结果与CFD数值模拟结果吻合很好,和同类公式相比,能够更为精确地计算该类型密封结构的泄漏量。     

迷宫密封中可压流体流场的数值模拟

应用Fluent软件计算迷宫密封间隙宽度和空腔深度以及直通式迷宫密封和错列式迷宫密封对迷宫密封流场和泄漏量的影响。计算结果与分析表明,间隙宽度对泄漏量的影响体现在通过改变空腔进出口面积来改变泄漏量。所以泄漏量随间隙宽度呈线性变化。在实际运用中,在保证安全的情况下尽量减小间隙宽度;在一定条件下,空腔深度越大,紊流程度下降,泄漏量越大;错列式迷宫密封的泄漏量要明显小于直通式迷宫密封。     

密封间隙对迷宫密封性能影响的三维数值分析

目前迷宫密封机制的数值模拟主要采用二维模型.为更准确地模拟迷宫密封的性能,在考虑周向湍流的情况下,建立迷宫密封的三维模型;采用GAMBIT对迷宫间隙进行非结构化网格划分,模拟密封间隙对迷宫密封性能的影响,并与二维截面模型模拟结果进行对比.结果表明:在考虑周向湍流的影响下,泄漏量相对于仅考虑横向及纵向湍流的影响有明显的减少,表明周向湍流的作用加剧了密封腔内的能量耗散,密封腔内节流效应显著,对整体的迷宫密封效果起到不可忽视的作用;随着间隙宽度的增大,流体速度降低,迷宫间隙内的节流效应降低,泄漏量逐渐增大.     

考虑齿变形的迷宫密封泄漏特性流固耦合数值研究

为研究非金属热塑性材料的迷宫密封齿变形对密封性能的影响,建立考虑齿变形的迷宫密封泄漏特性瞬态流固耦合数值求解模型,在验证数值求解模型准确性的基础上,分析不同进出口压比下,酚酞聚芳醚酮(PEKC)、聚醚醚酮(PEEK)、聚醚砜酮(PPESKca30)3种材料的迷宫密封力学特性及泄漏特性.研究结果表明:考虑齿变形的密封流场...     

迷宫密封泄漏量设计计算综述

本文分别阐述了Ｅｇｌｉ、ｋｅｄｒｔｏｎ、Ｓｏｍｅｒｌｉｎｇ和ｓｔｏｄｏｌａ等五种泄漏量的计算方法。     

密封间隙对迷宫泄漏量影响的数值分析

通过对迷宫密封机理的分析,利用流体力学原理建立数学模型并进行数值计算,得出了密封间隙对迷宫泄漏量的影响规律,为迷宫压缩机的设计提供了理论依据。     

静子带矩形边界结构迷宫密封泄漏性能的数值研究*

在直通型迷宫密封的基础上对静子边界进行改进,设计矩形凹槽、前置矩形凸起、后置矩形凸起3种矩形结构迷宫密封结构,采用CFD三维分析的方法,研究各迷宫密封在不同压比、转速下的泄漏特性,并分析流场内部轴向压降、速度场、湍动能耗散率及流线等情况,探讨密封的流动机制。研究结果表明:压比对迷宫密封封严性能的影响很大,随着压比的增加,迷宫密封的泄漏量逐渐增大,而转速对迷宫密封封严性能的影响很小;矩形凸起结构具有更低的泄漏量,且其泄漏量随压比的变化更不敏感,能在更宽域的压比范围内稳定的工作,其中前置矩形凸起型结构具有最优的密封效果。在静子上设置矩形结构能破坏气体流动的边界,强化湍流效果,增加湍动能耗散,从而有效降低泄漏量。     

透平压缩机迷宫密封泄漏量的数值仿真研究

给出了适用于透平压缩机迷宫密封泄漏量的修正模型,并用修正模型对变结构参数下的泄漏量进行规律研究.通过采用工程常用迷宫密封泄漏量理论公式,计算了不同压比下透平压缩机典型平滑型和曲折型迷宫密封流量系数,对比了试验结果,修正了流量系数值;在此基础上,进一步研究了不同间隙和齿数下泄漏量的规律,以研究参数变化对泄漏量的影响.研究结果表明:对于平滑型密封结构,修正模型的修正系数可选择在0.8~1.2;对于曲折型密封结构,修正模型的修正系数可选择在0.7~0.8.本文提供了一种较为准确、工程性的透平压缩机迷宫密封泄漏量模型的修正系数.     

厚齿直通式迷宫密封静态工作特性的实验研究

本文所述的实验工作是围绕着直通式迷宫密封的应用技术基础问题而展开的,建立了迷宫密封的静态实验研究,首次全面地研完了厚齿条件(T/δ≥4)下的各种结构参数对密封效率的影响,指出了齿尖相对厚度T/δ,空腔数N,间隙与宝腔的宽度之比δ/W,以及空腔的深宽比H/W等参数的影响规律。     

迷宫压缩机迷宫封间隙流量系数对泄漏的影响

对国外已用于迷宫压缩机泄漏计算的流量系数取值提出了异议。通过机理分析和实验测定，确定出了符合实际的流量系数，并建立了迷宫活塞泄漏计算机程序，揭示了流量系数对泄漏的影响规律。     

类迷宫螺旋密封与迷宫密封的性能对比研究

往复式压缩机迷宫密封加工过程中,为简化加工工艺,将传统迷宫密封加工成类迷宫螺旋密封。为比较类迷宫螺旋密封与迷宫密封的密封性能差异,分析类迷宫螺旋密封的密封机制,将类迷宫螺旋密封的能量耗散分成类迷宫密封能量耗散和槽向能量损失,采用CFD方法对类迷宫螺旋密封的密封性能进行数值模拟。结果表明,类迷宫螺旋密封的密封性能虽不及传统迷宫密封,但密封效果相差在5%以内,综合考虑加工工艺、经济效益等因素,采用类迷宫螺旋密封代替迷宫密封是完全可行的。     

迷宫密封动力特性影响因素分析

迷宫密封的存在会引起汽流激振,密封的结构和工况参数对转子动力特性均存在影响。本文综合分析转子转速、入口预旋比、密封间隙、压差等因素对转子动力特性系数的影响,为迷宫密封汽流激振的防治和设计中各参数的最优确定提供参考依据。