迷宫密封气流激振的数值模拟与分析

摘要

气流激振对透平机械稳定性的影响越来越引起人们的重视。汽封是汽轮机安全经济运行不可缺少的重要组成部分，对汽封引起的激振进行深入细致的研究十分必要，研究的结果将会对汽轮机的性能产生很大的影响。本文介绍了迷宫密封激振产生的机理和特征，利用数值模拟软件Fluent针对单腔式迷宫密封的不同结构和入口条件进行了数值模拟，计算得到了流线分离角，将结果引入到分析迷宫密封动特性的两控制体模型中，分析了不同的几何参数和物理参数对迷宫密封动特性的影响，从理论上揭示了迷宫密封激振力的奥秘以及减弱或消除该激振力的方法，为工程中优化汽轮机的性能提供了理论依据。

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第一章 绪 论

1.1问题的提出和研究的意义

1.2迷宫密封气流激振力的产生机理

1.2.1迷宫密封的结构

1.2.2迷宫密封的工作原理

1.2.3迷宫密封的种类

1.2.4密封激振力的产生机理

1.3迷宫密封激振力的研究现状

1.4本文研究主要内容

第二章Fluent基本理论简介

2.1 Fluent基本物理模型和计算方式

2.2 Fluent中的网格

2.2.1网格的种类

2.2.2网格类型的选择及划分

2.2.3网格质量

2.3湍流模型

第三章单腔室迷宫密封流动特性的数值模拟

3.1计算模型

3.1.1雷诺时均方程

3.1.2紊流模型方程

3.2数值模拟

3.2.1不可压缩流体单腔室迷宫密封流场计算

3.2.2可压缩流体单腔室迷宫密封流场计算

3.3结果分析

3.4小结

第四章迷宫密封的动力特性分析

4.1主导方程

4.2双控制体模型确定汽封的动特性

4.2.1零阶方程的求解

4.2.2一阶方程的求解

4.2.3动特性系数的确定

4.3模型密封动特性的计算

4.4小结

第五章结论与展望

5.1结论

5.2未来工作展望

参考文献

致 谢

在学期间发表的学术论文和参加科研情况