轴向迷宫密封性能的流固耦合分析

摘要

以往轴向迷宫密封设计时多借鉴旋转迷宫密封的研究成果,而对于轴向迷宫密封,其内部流体变化形式存在较大区别。为探讨轴向迷宫密封流场分布和泄漏特性,对某型号迷宫压缩机活塞气缸部位采用的齿形轴向迷宫密封结构进行研究。建立该轴向迷宫密封结构的三维模型,对迷宫密封泄漏特性进行流固耦合分析,分析迷宫密封流体域内压力分布、流场分布及结构变形量的变化规律。结果表明:该轴向迷宫密封齿形结构的设计,能够有效地将流体压力能转换为湍动能,通过逐级能量损耗而实现密封;迷宫密封结构在入口处发生最大变形,流体出口处活塞气缸总变形量降低。将该轴向迷宫密封结构应用于压缩机进行实验测试,表明气缸与活塞之间的密封性能良好,为轴向迷宫密封的结构设计与应用提供理论支撑。