齿形结构对迷宫密封泄漏与动力特性影响

作者：叶强生; 张万福; 周庆辉; 李春

来源：航空动力学报, 2022, 1-13.

DOI：10.13224/j.cnki.jasp.20220460

• 迷宫密封
• 计算流体力学
• 泄漏量
• 动力特性
• 齿形角

建立齿在静子上迷宫密封（Teeth-on-stator labyrinth seal， TOS LS）、齿在转子上迷宫密封（Teeth-on-rotor labyrinth seal， TOR LS）与交错式迷宫密封（Interlocking labyrinth seal， ILS）三维数值分析模型，并采用多频椭圆涡动轨迹模型与计算流体力学方法阐明四种齿形角（θ=0°， 15°， 30°， 45°）对三种迷宫密封泄漏与动力特性的影响。结果表明：在转子转速15000 r/min与进口压力6.9 bar的运行工况下，ILS具有最小的泄漏量，但是若采用过小的齿形角（θ=0°， 15°）易引发转子失稳；TOR LS具有最差的封严性能；TOS LS具有最好的系统稳定性。在齿形角从0°增加至45°时：TOS LS、TOR LS与ILS的泄漏量分别降低5.6%、5.1%与16.8%；中间腔室负气流切向力的绝对值分别增加60.2%、133.9%与470.3%；整个密封段的有效阻尼分别增加44.9%～61.9%、30.7%～53.6%与90.4%～445.3%，系统稳定性均得到显著加强。

• 单位
  上海理工大学