迷宫和薄叶气封结构和气动特性对比分析.pdf

学兔兔 第 48卷第 22期 机 械 工 程 学 报 Vol|48 NO．22 2012年 l1月 JOURNAL0FMECHANICALENGINEERING NOV． 20l2 DoI：1O．3901／JM E．2012．22．148 迷宫和薄叶气封结构与气动特性的对比分析水 张宏涛 2 王祥锋 颜培刚 韩万金 (1．哈尔滨工业大学能源科学与工程学院 哈尔滨 150001； 2．哈尔滨汽轮机厂有限责任公司 哈尔滨 150046) 摘要：数值研究相同条件下迷宫气封和薄叶气封结构特点、气动特性、密封机理及密封效果，比较两种气封的差异。通过与 已发表的试验数据的对比，校核所采用的商业计算流体力学软件 CFX 的可靠性，计算得到的性能曲线与试验数据有较好的 一 致性，采用的数值模拟方法可行。分别对迷宫气封和薄叶气封内部流场进行数值模拟。通过对两种气封计算结果的对比分 析，阐明它们的密封机理，给出各 自的封严特性和所产生的摩擦转矩的变化规律。分析结果表明，薄叶气封的径向间隙远小 于迷宫气封，漏气量为迷宫气封的 1／3，对旋转轴产生的摩擦阻抗力矩低于迷宫气封，从结构运行特点和气动性能两方面说 明薄叶气封的优越性，认为在不久的将来薄叶气封有可能替代迷宫气封。 关键词：薄叶气封 迷宫气封 泄漏特性 数值模拟 中图分类号：TH136 ComparativeAnalysisofSealStructureandAerodynamic CharacteristicsofLabyrinthandLeafSeals ZHANGHongtao- WANGXiangfeng YANPeigang HANWanjin (1．CollegeofEnergyScienceandEngineering，HarbinInstituteofTechnology,Harbin150001； 2．HarbinTurbineCo．，Ltd．Harbin150046) Abstract：Thestructurefeature，aerodynamiccharacteristics，sealingmechanismsandsealingeffectoflabyrinthsealandleafsealare numericallystudiedundersai／lecondition，thedifferenceoftwokindssealsiscompraed．Thereliabilityofcommercialcomputational fluiddynamicscomputationalcodeCFX isvalidatedbyusinghteexperimentaldaat from literature．Theperformancecurvesof computationhasagoodagreementwiht theexperimenatldata，htenumericalsimulationmehtodisfeasible．Numericalsimulationon theflow fieldofhtelabyrinht sealand leafsealarecarriedoutrespectivelybyusinghtecommercialsoftwareCFX．Through comparison analysisbasedon thecalculation resultsofhtewt o type seals，hteirsealingmechna ismsisdescribed，the sealing