文献类型：期刊文章

作　　者：李国勤[1] 孙丹[1] 刘永泉[2] 战鹏[2] 信琦[2]

LI Guo-qin;SUN Dan;LIU Yong-quan;ZHAN Peng;XIN Qi(Key Laboratory of Advanced Measurement and Test Technique for Aviation Propulsion System,Liaoning Province,School of Aero-Engine,Shenyang Aerospace University,Shenyang 110136,China;Key Laboratory for Power Transmission of Aero Engine,AECC Shenyang Engine Institute,Shenyang 110115,China)

机构地区：[1]沈阳航空航天大学航空发动机学院辽宁省航空推进系统先进测试技术重点实验室,辽宁沈阳110136 [2]中国航发沈阳发动机研究所航空发动机动力传输航空科技重点实验室,辽宁沈阳110015

出　　处：《推进技术》

基　　金：国家自然科学基金(51675351);中国博士后科学基金(2018M633572);辽宁省高等学校创新人才支持计划项目(LR2016033)。

年　　份：2020

卷　　号：41

期　　号：8

起止页码：1850-1860

语　　种：中文

收录情况：BDHX、BDHX2017、CAS、CSCD、CSCD2019_2020、EI、IC、JST、RCCSE、SCOPUS、ZGKJHX、核心刊

摘　　要：现有刷式密封流固耦合求解模型因刷丝变形接触导致网格畸变而难以计算。本文提出了基于ALE(Arbitrary Lagrange-Euler)流固耦合方法考虑刷丝变形接触的三维瞬态双向流固耦合求解模型,设计搭建了刷式密封泄漏特性和可观测刷丝运动轨迹的实验装置。实验研究了刷式密封刷丝运动状态对泄漏特性的影响,不同压比条件下的泄漏特性变化规律,在验证刷式密封流固耦合求解模型准确性基础上,数值分析了不同时刻刷式密封速度分布与刷丝运动状态,并研究了不同结构参数对泄漏特性的影响规律。研究结果表明:基于ALE流固耦合方法解决了传统刷式密封求解模型因刷丝变形接触导致网格畸变而难以计算的问题,可准确计算刷式密封流场特性和力学特性;刷式密封刷丝吹下效应会降低泄漏量,刷丝颤振现象主要发生在气流入口处的前排刷丝域,会引起泄漏量增大,在气流力作用下,刷丝束轴向厚度变小,有利于减小泄漏量;在本文研究条件下,刷丝固定端与自由端的中间部位最先发生变形,随着时间的变化,气流速度逐渐趋于稳定,最大速度出现在末排刷丝与后挡板接触位置,刷丝自由端变形最大;刷式密封泄漏量随径向密封间隙的增大而增大,与径向密封间隙0mm时相比,径向密封间隙0.2mm时泄漏量增加了51.6%~62.8%。随着刷丝排数的增大,泄漏量逐渐减小,当刷丝排数大于25排时,其对泄漏量影响较小。随着刷丝间隙、刷丝与后挡板之间的轴向间隙、后挡板保护高度的增大,泄漏量先逐渐增大后趋于平缓。

关 键 词：刷式密封 ALE流固耦合  泄漏特性  刷丝运动状态  变形接触  

分 类 号：V231.1]