杨景尧,刘美红,宋晓磊,雷俊杰

(昆明理工大学 机电工程学院,云南 昆明 650500)

0 引 言

作为具有优良密封性能的接触式动密封,刷式密封的泄漏量仅为传统迷宫密封的1/5～1/10[1]。刷式密封良好的密封性能可以使得转子的密封跨度减少,从而降低转子的长度和质量。因此,刷式密封被广泛地应用于航空发动机与汽轮机等旋转机械中[2-4]。

目前,对刷式密封泄漏量的数值研究模型主要是基于多孔介质模型的[5],但是多孔介质模型不适合用于模拟真实的三维刷丝束间的流动。因此,对刷式密封传热特性的模拟仿真的研究,主要是基于三维叉排管束模型,建立刷式密封热分析模型。

DOGU等人[6]600建立了刷式密封传热特性求解模型,揭示了刷式密封的传热机理。黄首清等人[7,8]通过二维紧凑叉排管束模型以及三维求解模型,得出了随着刷丝排数的增加,泄漏量的下降趋势最后基本趋于稳定,刷式密封最高温度出现在气流下游刷丝的尖端的结论。马登骞[9]采用三维叉排管束模型,分析了在不同进出口静压比条件下,采用不同密封间隙的刷式密封泄漏特性。周坤[10]通过实验研究了背板结构对刷式密封泄漏特性的影响,得出了背板环形平衡腔体深度设计值不应大于0.4 mm的结论。张艾萍[11]通过数值模拟得出了结论,即下游保护高度增加会导致刷式密封泄漏量的增加。

目前,研究人员主要采用实验与数值模拟的方法,来研究背板结构对刷式密封泄漏特性的影响,而针对刷式密封传热特性的研究则较少。……