戴 伟, 王炜哲, 刘应征, 陈汉平

(上海交通大学 机械与动力工程学院,动力机械与工程教育部重点实验室,上海 200240)

刷式密封作为一种自适应接触式密封在燃气轮机中应用较广泛,其泄漏流量可大幅降低到迷宫密封的1/5～1/10[1-2].在电力行业节能减排的形势下,刷式密封在服役汽轮机组的改造中逐步得到应用[3].然而,服役汽轮机的原始设计主要采用非接触式汽封,因而转子表面未采取涂层等特殊工艺处理,直接更换接触式刷式密封很容易使转子表面过度磨损,在工程实际中常采取预留一定微小间隙的方法来避免过度磨损[4].掌握间隙大小对密封泄漏的影响具有非常重要的工程实用价值.

相对于迷宫密封[4]来说,由于刷式密封内部结构比较复杂,国内外学者大多采用各向异性的多孔介质模型对其泄漏流动进行数值模拟研究.Dogo[5]采用改进的Darcian多孔介质模型对单排刷式密封进行了数值计算,得到2种间隙条件下的泄漏流量与密封间隙内流场特征,其计算结果与试验测量值吻合较好.Chew等[6]在传统的Darcian多孔介质模型基础上,提出了考虑黏性阻力与内部阻力的改进Darcian多孔介质模型,并成功用于研究刷式密封的泄漏流动特性.此外,李军等[7]对刷式密封泄漏流动进行了数值模拟,获得了不同压比和刷束厚度下的泄漏流量.李理科等[8]分析了刷式密封的摩擦热和热传递机理,并通过建立以摩擦热为热源的CFD模型,得到了刷丝区域的压力、速度及……