清华大学学报(自然科学版)

作者：孙巍伟, 刘跃, 李永健, 蒋杰

单位：1. 北京信息科技大学 机电工程学院, 北京 100192;<br>2. 清华大学 机械工程系, 高端装备界面科学与技术全国重点实验室, 北京 100084;<br>3. 成都市排水有限责任公司 物资设备中心, 成都 610039

关键词：迷宫密封,占空比,深宽比,齿形结构,泄漏量

迷宫密封作为转轴密封的主要形式,被广泛应用于离心式压缩机、航空发动机和膨胀透平机等旋转机械。为提高迷宫密封的密封性能和满足现代旋转机械需求,需要从多角度开展迷宫密封的结构优化研究。该文基于FLUENT软件进行迷宫密封流场仿真,采用计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)方法,分析了迷宫密封几何参数及齿形结构对泄漏量的影响规律;提出了占空比、深宽比2种参数定义,通过调整参数设置,可以消除空腔高度、空腔宽度、齿厚和齿距4种参数间的耦合影响,可为参数优化设计提供重要参考;建立了高转速迷宫密封实验系统,通过实验验证,仿真结果最大误差仅为3%。结果表明：在工况参数中,压差对泄漏量具有显著影响,而转速基本不会影响泄漏量;在几何参数中,密封间隙对泄漏量具有显著影响,而占空比、深宽比和齿距对泄漏量的影响较小;在齿形结构中,斜齿具有更小的泄漏量,并且减小前齿与后齿倾斜角将有益于降低泄漏量。

来源：2024年第8期

《清华大学学报(自然科学版)》期刊编辑部

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