篦齒封嚴(yán)是航空發(fā)動(dòng)機(jī)中使用廣泛的一種長(zhǎng)壽命、有效的非接觸式封嚴(yán)裝置。篦齒結(jié)構(gòu)是利用通道的突縮和突擴(kuò)增加流阻來(lái)限制流體的泄漏。篦齒的封嚴(yán)效果對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的性能有著重要的影響。如果篦齒在工作時(shí)發(fā)生磨損和腐蝕等,封嚴(yán)效率會(huì)隨著壓力而發(fā)生改變,發(fā)動(dòng)機(jī)的性能也會(huì)受到影響。因此,研究篦齒封嚴(yán)的特性有著重要的意義。論文首先對(duì)研究國(guó)內(nèi)外篦齒封嚴(yán)特性的相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行了分析,歸納了不同因素對(duì)篦齒封嚴(yán)特性的影響規(guī)律。其次,結(jié)合幾款典型的航空發(fā)動(dòng)機(jī)CFM56、V2500和LEAP主流路中的主要密封裝置進(jìn)行了分析,探究了不同篦齒結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)和適用情況,研究了三種型號(hào)的渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)在主流路使用的封嚴(yán)方案。對(duì)在大修廠收集到的發(fā)動(dòng)機(jī)主流路中主要密封裝置的間隙值進(jìn)行了研究,使用三種不同的相關(guān)性分析方法,考察了不同位置對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的性能影響情況。最后,數(shù)值模擬研究了篦齒的封嚴(yán)機(jī)理和不同因素對(duì)篦齒封嚴(yán)特性的影響。以泄漏量和泄露系數(shù)為衡量篦齒封嚴(yán)效果的標(biāo)準(zhǔn),探究了初始條件進(jìn)口總壓對(duì)封嚴(yán)性能的影響,分析了齒形中的齒數(shù)、齒尖間隙、齒尖寬度和前傾角等對(duì)篦齒封嚴(yán)特性的影響。同時(shí)在兩齒和三齒的篦齒封嚴(yán)結(jié)構(gòu)中,分別對(duì)不同的前傾角進(jìn)行排列,形成了新型的組合型篦齒封嚴(yán)結(jié)構(gòu),并探究了它們的封嚴(yán)性能。發(fā)現(xiàn)在兩齒和三齒的篦齒結(jié)構(gòu)中,第一道齒有前傾角,后邊的齒無(wú)前傾角的篦齒泄漏量較小,封嚴(yán)性能較好。組合型的篦齒封嚴(yán)結(jié)構(gòu)利用齒型的變化,改變了齒腔的流場(chǎng),使更多的能量耗散在了齒腔中,減小了泄漏量。組合型的篦齒封嚴(yán)結(jié)構(gòu)的封嚴(yán)特性要優(yōu)于單一傾角的直通型篦齒封嚴(yán)結(jié)構(gòu)。組合型篦齒封嚴(yán)結(jié)構(gòu)可以成為一個(gè)新的發(fā)展方向,以滿足航空發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)封嚴(yán)技術(shù)的新要求。
【學(xué)位單位】：中國(guó)民航大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：V232

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