建立了交錯(cuò)式迷宮密封數(shù)值分析模型,并通過基于微元理論的密封動(dòng)力特性系數(shù)理論識(shí)別方法研究了轉(zhuǎn)子傾斜對(duì)密封動(dòng)靜特性的影響。結(jié)果表明:轉(zhuǎn)子傾斜可降低交錯(cuò)式迷宮密封泄漏量,傾斜角為0.6°時(shí)泄漏量降低約2.5%,且進(jìn)出口壓比越大,效果越顯著;轉(zhuǎn)子傾斜帶來的交錯(cuò)式密封腔室?guī)缀涡螤钆c齒徑向間隙變化使得腔室在周向存在壓力分布不均,且隨傾斜角增加而增大;密封各腔室對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性影響規(guī)律不同,與交錯(cuò)式迷宮密封腔室的幾何特性有關(guān),密封腔室進(jìn)口靠近轉(zhuǎn)子、出口遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)子的腔室局部出現(xiàn)逆轉(zhuǎn)動(dòng)方向的速度場(chǎng),能提高密封系統(tǒng)穩(wěn)定性,而密封腔室進(jìn)口遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)子、出口靠近轉(zhuǎn)子的腔室則降低系統(tǒng)穩(wěn)定性;整個(gè)密封段的有效阻尼隨傾斜角增大而增大,轉(zhuǎn)子在密封段中心傾斜不會(huì)降低交錯(cuò)式迷宮系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 

【文章來源】：航空學(xué)報(bào). 2020,41(11)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：12 頁

【部分圖文】：

圖１４整段密封交叉剛度系數(shù)隨渦動(dòng)頻率變化Ｆｉｇ．１４Ｃｒｏｓｓ－ｃｏｕｐｌｅｄｓｔｉｆｆｎｅｓｓｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｏｆｅｎｔｉｒｅｓｅａｌ

航空學(xué)報(bào)１２３７８２－８為負(fù)值。當(dāng)轉(zhuǎn)子傾斜角增加時(shí)，交叉剛度系數(shù)絕對(duì)值降低，但其值隨渦動(dòng)頻率變化不大，頻率依賴性較小。圖１４整段密封交叉剛度系數(shù)隨渦動(dòng)頻率變化Ｆｉｇ．１４Ｃｒｏｓｓ－ｃｏｕｐｌｅｄｓｔｉｆｆｎｅｓｓｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｏｆｅｎｔｉｒｅｓｅａｌｖｓｗｈｉｒｌｉｎｇｆｒｅｑｕｅｎｃｙ圖１５為不同傾斜角下密封段總體有效阻尼系數(shù)隨渦動(dòng)頻率變化情況。有效阻尼系數(shù)均為正值，隨渦動(dòng)頻率增加而減小，且在低頻時(shí)下降較快，高頻階段較穩(wěn)定。有效阻尼系數(shù)隨轉(zhuǎn)子傾斜角的增加而增大，表明轉(zhuǎn)子在密封段中心傾斜有利于系統(tǒng)穩(wěn)定。為進(jìn)一步分析轉(zhuǎn)子傾斜對(duì)交錯(cuò)式迷宮密封穩(wěn)定性的影響機(jī)理，本文計(jì)算了密封各腔室對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)子段的動(dòng)力特性系數(shù)。以渦動(dòng)頻率８０、１２０、１８０及２２０Ｈｚ為例，取各腔室在轉(zhuǎn)子傾斜角θ＝０．３°、０．６°時(shí)有效阻尼系數(shù)與無傾斜（θ＝０°）時(shí)之差，以分析傾斜角大小對(duì)各腔室有效阻尼系數(shù)的影響，如圖１６所示。在各渦動(dòng)頻率下，腔室Ｃ１、Ｃ３、Ｃ５的有效阻圖１５整段密封有效阻尼系數(shù)隨渦動(dòng)頻率變化Ｆｉｇ．１５Ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｄａｍｐｉｎｇｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｏｆｅｎｔｉｒｅｓｅａｌｖｓｗｈｉｒｌｉｎｇｆｒｅｑｕｅｎｃｙ尼系數(shù)隨轉(zhuǎn)子傾斜角增大而增大。腔室Ｃ２、Ｃ４有效阻尼系數(shù)隨轉(zhuǎn)子傾斜角增大而減小。腔室Ｃ６有效阻尼系數(shù)在低頻渦動(dòng)下隨轉(zhuǎn)子傾斜角增大而減小，而在高頻時(shí)隨轉(zhuǎn)子傾斜角增大而增大。腔室Ｃ２、Ｃ４、Ｃ６具有腔室進(jìn)口遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)子面、腔室出口靠近轉(zhuǎn)子面的特征，

圖１常見迷宮密封類型Ｆｉｇ．１Ｃｏｍｍｏｎｔｙｐｅｓｏｆａｎｎｕｌａｒｌａｂｙｒｉｎｔｈｓｅａｌｓ對(duì)的轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)系數(shù)開展了實(shí)驗(yàn)和擾動(dòng)分

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