蜂窝衬套对篦齿封严静力与动力特性影响机理研究

蜂窝衬套对篦齿封严的泄漏特性和动力特性有较大的影响。本文建立蜂窝衬套篦齿封严数值求解模型，在验证数值方法有效准确的基础上，研究了蜂窝衬套篦齿封严泄漏量随进口压力、封严间隙及转速的变化规律，构造泄漏量理论公式；运用非定常动网格技术，建立多频椭圆涡动模型，分析了蜂窝衬套对篦齿封严泄漏特性和转子动力特性的影响机理。结果表明：蜂窝衬套篦齿封严泄漏量随进口压力、封严间隙的增加而增大，随转速的增加略有减小；在大间隙工况下（封严间隙大于0.5 mm），蜂窝衬套削弱气流的透气效应，减小泄漏量，对边距为0.8 mm蜂窝衬套篦齿封严的密封性能最佳。蜂窝衬套篦齿封严有着较大的直接阻尼和较小的交叉刚度，在高频涡动（频率大于120 Hz）时效果更明显；蜂窝衬套增大流场中的湍动能，增强气流能量的耗散速度，有利于提高封严性能；并且蜂窝衬套能够使周向压力分布更均匀，提高转子的稳定性。本文所构造的蜂窝衬套篦齿封严泄漏量理论公式，与数值仿真相对误差均在5%之内，能够准确地预测蜂窝衬套篦齿封严的泄漏量，满足工程实际需求。