МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ И РАСЧЕТНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ НАДБАНДАЖНЫХ ЛАБИРИНТНЫХ УПЛОТНЕНИЙ ТУРБОМАШИН

摘要

Лабиринтные уплотнения в турбомашинах служат для уменьшения расхода рабочего тела через зазоры между вращающимися и неподвижными элементами конструкции в целях увеличения его расхода через проточную часть. Эффективность и надежность эксплуатации турбомашин всех типов (паровых, газовых и гидравлических турбин, компрессоров, вентиляторов, насосов и др.) в существенной мере зависят от типа уплотнений (лабиринтные, щелевые и пр.), определяющих утечку рабочего тела и интенсивность гидродинамических сил, действующих на ротор. Поэтому при проектировании турбомашин необходимо опираться на близкую к действительности модель процесса течения в лабиринтных уплотнениях. Такая модель была разработана в 70-х годах прошлого века А. Г. Костюком и его коллегами в МЭИ и достаточно широко используется при расчетах динамики турбомашин. Однако в методиках тепловых и аэродинамических расчетов турбомашин, стандартах, учебниках отсутствуют ее описание и рекомендации к применению. В настоящее время такое положение становится особенно опасным в связи с широким использованием численных методов 3D-проектирования и расчета, когда неадекватный выбор модели течения (в частности, в уплотнениях) может привести к существенным ошибкам. Представлены обзор и критический анализ используемых расчетных и экспериментальных моделей надбандажных уплотнений, показаны их недостатки и описана модель течения, адекватная натурному потоку.