逆滞流迷宫密封气流激振特性研究

摘要

密封是透平机械减小泄漏的关键部件,其气流激振特性对转子系统稳定性具有重要影响.该研究基于计算流体力学与多频涡动密封动力特性系数识别方法研究逆滞流迷宫密封气流激振特性,计算分析逆滞流喷嘴结构参数及位置对迷宫密封动静特性的影响,揭示其抗气流激振机理.结果 表明:逆滞流喷嘴能有效抑制周向流动,改善密封腔压力分布,提高系统稳定性;与传统迷宫密封相比,逆滞流迷宫密封具有更小交叉刚度k、更大直接阻尼C与有效阻尼Ceff,特别在低涡动频率下,效果更显著;相同结构参数逆滞流喷嘴的径向位置存在最佳值,当型心高度hc=1.65 mm(径向中心)时密封有效阻尼Ceff最大;增大喷嘴进口高度hin减小进出口高度比例hout/hin均有利于提高系统稳定性;喷嘴进口高度hin=1.00 mm、进出口比例hout/hin=0.25、型心高度hc=1.65 mm为计算工况下最优结构,但泄漏量略有上升.