苗海丰 项洁琼

摘要：在某型燃气轮机设计过程中，针对一级透平转子前封严篦齿泄漏量过大使滑油腔封严前温度水平升高的问题，采用了正交试验方法对台阶封严篦齿进行设计。选取了台阶篦齿的5个典型几何参数，通过二维数值模拟对其流动特性开展了分析，获得了各参数对台阶篦齿泄漏量影响程度排序。

Abstract： In the design process of a gas turbine， in order to solve the problem that the leakage of the front sealing labyrinth of the first stage turbine rotor causes the temperature level of the lubricating oil chamber to rise before sealing， the orthogonal test method is used to design the step sealing labyrinth. Five typical geometric parameters of step labyrinth were selected to analyze its flow characteristics through two-dimensional numerical simulation， and the influence degree of each parameter on the leakage of step labyrinth was obtained.

关键词：燃气轮机;正交试验;台阶篦齿;泄漏量

中图分类号：TG306                                     文献标识码：A                                  文章编号：1674-957X（2021）11-0089-03

0  引言

随着现代社会对高性能燃气轮机的追求，燃气轮机内的压比及温度水平不断升高，空气系统中转静件之间封严结构的泄漏问题日趋严重。过多的泄漏量会造成燃气轮机效率下降，造成无必要的能源浪费，因此高性能封严结构越来越受到人们的重视[1-2]。篦齿封严作为燃气轮机中典型的非接触密封结构，因其寿命长、耐高温的特点而被工程师们在设计过程中广泛采用。

某燃气轮机一级透平转子盘前腔采用台阶篦齿结构进行封严，由于该腔二次流引自压气机出口，温度较高，当篦齿泄漏量偏大時会导致下游的滑油腔封严前温度升高，增加滑油系统的设计难度，如图1所示。针对该问题，采用正交实验法，在不考虑转速、齿数和倾角的条件下设计了不同齿形的台阶篦齿，并采用数值仿真方法研究了台阶高度、封严间隙、齿宽、齿距、齿高对台阶篦齿泄漏特性的影响规律。

1  台阶篦齿模型

正交试验方法是在科学研究过程中面对多因素试验常用的试验设计方法[3-4]，通过科学安排各因素进行组合，能够有效减少试验次数，节省试验成本。……