帶浮升力墊片的指式封嚴(yán)泄漏與浮升力特性的數(shù)值研究.pdf

1、指式封嚴(yán)是繼篦齒封嚴(yán)和刷式封嚴(yán)之后發(fā)展起來的一種新型封嚴(yán)技術(shù)，它可應(yīng)用于航空發(fā)動機(jī)中壓氣機(jī)與渦輪級間的氣路密封。它利用多個封嚴(yán)片交錯疊合以使指梁間的間隙被相鄰封嚴(yán)片上的指梁所遮擋，增加了流體阻力，從而減小泄漏量。
　　最早提出的指式封嚴(yán)是基本型指式封嚴(yán)，它與轉(zhuǎn)子一般是過盈配合，在兩者接觸面間產(chǎn)生摩擦熱，摩擦熱會引起結(jié)構(gòu)中氣流的局部溫度升高，降低了指式封嚴(yán)結(jié)構(gòu)的耐久性和使用壽命，因此，本文對基本型指式封嚴(yán)過盈配合時結(jié)構(gòu)中的氣流流動與

2、傳熱特性進(jìn)行了研究。
　　20世紀(jì)90年代末，國外一些學(xué)者開始對“帶浮升力墊片的指式封嚴(yán)”結(jié)構(gòu)展開研究，不同于基本型指式封嚴(yán)的是，它的低壓指尖靴沿軸向有一定的延伸長度（稱作浮升力墊片），主要依靠進(jìn)氣壓力或轉(zhuǎn)子的高速旋轉(zhuǎn)使浮升力墊片的下表面產(chǎn)生徑向壓力（浮升力），以形成流體間隙來避免指尖靴與轉(zhuǎn)子之間的磨損，這樣便解決了基本型指式封嚴(yán)所存在的摩擦、磨損問題。因此，本文對帶浮升力墊片的指式封嚴(yán)結(jié)構(gòu)的泄漏和浮升力特性進(jìn)行了數(shù)值研究。

3、>　　本文的研究工作如下：
　　首先，對國內(nèi)外有關(guān)指式封嚴(yán)結(jié)構(gòu)的文獻(xiàn)資料進(jìn)行了綜合分析，總結(jié)出了影響指式封嚴(yán)結(jié)構(gòu)泄漏特性和傳熱特性的各種因素。
　　其次，建立并利用多孔介質(zhì)模型，以摩擦熱為熱源，對基本型指式封嚴(yán)過盈配合時結(jié)構(gòu)中的氣流流動與傳熱特性進(jìn)行了數(shù)值研究。研究結(jié)果表明：氣流最高溫度出現(xiàn)在指尖靴后部與轉(zhuǎn)子摩擦接觸面處，而且最高溫度隨安裝過盈量和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的增大而增大，隨壓差的增大而減小。
　　最后，為了解決基本型指式

4、封嚴(yán)存在的摩擦生熱問題，設(shè)計了帶浮升力墊片的指式封嚴(yán)結(jié)構(gòu)，并建立它的三維計算模型，對其泄漏和浮升力特性進(jìn)行了數(shù)值研究，分析了壓差等因素對泄漏量的影響，還分析了浮升力墊片下表面附近的流線分布和下表面上的壓力分布隨封嚴(yán)間隙等因素的變化規(guī)律。研究結(jié)果表明：總泄漏量隨封嚴(yán)間隙和壓差的增加而增大，泄漏系數(shù)值隨進(jìn)出口壓差的增大而增大，但其增量逐漸變小；轉(zhuǎn)子線速度對總泄漏量和泄漏系數(shù)幾乎無影響；增加高壓封嚴(yán)片層數(shù)對總泄漏量的減小有一定作用，但不是很顯