基于正交法的直通篦齿封严齿形几何参数对换热特性影响的试验研究

为研究航空发动机空气系统中封严篦齿的换热情况,针对齿宽、封严间隙、齿高、齿距、前倾角和后倾角等6个影响直通篦齿换热特性的主要几何参数,依据正交原理设计25个不同的直通篦齿试验件,试验研究其对换热特性的影响。结果表明:在试验参数范围内,上述几何参数对对流传热系数的影响趋势有明显的区别,其影响程度由主到次的顺序为:封严间隙→齿距→齿高→齿宽→前倾角→后倾角。封严间隙和齿间距影响非常显著,齿高影响显著,齿宽有一般影响,倾角影响不显著,根据试验结果推断,对流传热系数最小的齿形结构是齿宽为0.1 mm、封严间隙为0.2 mm、齿高为5 mm、齿距为6 mm、前倾角为8°、后倾角为15°。研究结果为高性能封严系统优化设计提供了技术参考。     

几何参数对直通式斜齿封严泄漏特性影响数值分析

改变直通式斜齿封严的7个主要的几何参数(封严间隙、齿高、齿距、齿宽、齿数、前倾角、后倾角),建立27个模型,通过数值模拟计算,研究气动参数(进出口落压比)及主要几何参数对其泄漏特性的影响规律。结果表明,斜齿封严的流量系数随着落压比和封严间隙、齿高、齿宽的增大而增大,随着齿距、齿数的增大而减小;前、后倾角对斜齿封严的流量系数有较为明显的影响,随着前倾角的增大流量系数先减小后增大,而随后倾角的增大流量系数单调减小。这是因为斜齿齿腔壁面出现局部涡旋,且随着后倾角增大涡旋区域增大,齿内流动耗散增强,因而流量系数减小。