孙 丹 周 敏 赵 欢 王 平 杜宸宇

(沈阳航空航天大学,辽宁省航空推进系统先进测试技术重点实验室 辽宁沈阳 110136)

迷宫密封被广泛应用于航空发动机等透平机械中，起着减少工作介质泄漏的作用[1-3]。当机组运行时，传统迷宫密封的静子与转子之间容易发生碰磨，进而严重影响密封件的封严性能。采用热塑性材料的密封齿因其出色的摩擦学性能，可以在高转速、高压比的工况下实现更紧密的间隙，现已逐渐应用于迷宫密封领域。但当结构参数和工况参数相同时，热塑性材料相比于金属材料更容易发生齿变形。因此，考虑齿变形的迷宫密封瞬态流固耦合数值研究具有重要的理论意义和工程实际应用价值。

科研人员采用数值模拟的方法研究了迷宫密封几何结构对其泄漏特性的影响规律。XU等[4-5]率先研究迷宫齿弯曲后的曲率等几何结构对密封泄漏量的影响。陈尧兴等[6-7]研究认为迷宫密封齿弯曲磨损导致密封径向间隙增大，进而影响了密封泄漏量。DOGU等[8]分析了转子转速对齿顶的磨耗现象，并研究了蘑菇齿式迷宫密封的流场分布和泄漏量。汤赫男等[9]研究了迷宫密封节流间隙、空腔深度、齿型夹角等主要尺寸参数对密封泄漏量的影响。汤赫男等[10]采用流固耦合分析方法研究了齿形角对迷宫密封性能的影响。秦自臻等[11]以聚醚醚酮(PEEK)材料的密封环为研究对象，建立了旋转密封流固耦合模型，仿真结果表明在载荷作用下，密封环的变形影响了密封面接触压力和流体压力的分布，但并未考虑不同材料密封齿变形后对其泄漏量的影响。……