润滑与密封

作者：向松莹，刘理均，王偲臣

单位：江苏大学流体机械工程技术研究中心,,中国科学院工程热物理研究所,,中国科学院工程热物理研究所,

关键词：进口预旋;迷宫密封;气流激振;动力特性;有效阻尼

为探讨考虑进口预旋的迷宫密封转子动力特性，基于Murphy小位移涡动理论建立气流激振力与转子涡动位移的控制方程，采用用户自定义函数建立多频椭圆涡动模型，利用FLUENT动网格技术数值求解直通齿式迷宫密封（SLS）、倾斜齿式迷宫密封(ILS)和阶梯式迷宫密封(STLS)在不同预旋比下的激振力，通过快速傅里叶变换得到整机运行时的密封动力特性系数，并对转子稳定性和密封的泄漏量进行分析。结果表明：在40~180 Hz涡动频率范围内3种密封结构的直接刚度系数呈先减小后增大的趋势，表现出很强的频率相关性，而密封结构与进口预旋对阻尼系数的影响可以忽略；阻尼系数随涡动频率增加缓慢减小至负值并趋于平稳，其中STLS的阻尼系数最小，稳定性最差，ILS的稳定性最好；增加进口预旋比会降低有效阻尼系数，并导致泄漏量降低；STLS在不同预旋条件下的密封性能均最佳，相比于SLS与ILS的泄漏量分别减少了15%和7%；在研究的20~200 Hz涡动频率范围内3种类型迷宫密封的交叉刚度由负值增大为正值，而有效阻尼减小为负值，此时迷宫密封转子系统稳定较差，可能会诱发转子失稳。

来源：2024年第6期

《润滑与密封》期刊编辑部

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