何少飞，王云，丁相玉，张呈，王金伟

（南昌航空大学飞行器工程学院，南昌330063）

0 引 言

现代燃气涡轮发动机应具备高推重比、高燃油效率、高可靠性等性能，密封结构是影响发动机性能的重要因素之一。W 型金属封严环是一种独特优异的弹性金属密封零件，能够适应航空发动机中高温、高压、高振动的工况环境，而且可多次重复使用、结构不失效，有效地补偿法兰间的分离位移，具有良好的弹性补偿能力。在工程实际中，金属封严环密封结构的泄漏是最关键的指标。一些研究者利用有限元软件对金属封严环进行接触计算分析，研究了轴向刚度和接触面积对金属封严环泄漏的影响；N.Sarawate 等通过密封试验台测试不同结构参数封严环的泄漏量，分析了不同压缩量对封严环泄漏量的影响；邢敏杰基于GW 接触模型，给出了泄漏量与表面形貌和接触力的关系。还有一些研究者研究了金属封严环外部环境对密封结构泄漏量的影响，提出了一种金属封严环泄漏率的预测方法。但是，金属封严环的间隙泄漏通道内表面粗糙度对气体流动有很大的影响，且密封结构表面粗糙度如何影响通道内气体流动未被考虑入内。

本文以某型W 型金属封严环为对象，基于平行圆板微间隙流体流动理论，建立微观泄漏通道模型；采用CFD 技术对不同间隙结构内流体流动进行数值模拟，分析表面粗糙度对密封间隙泄漏流动的影响，并对所得计算结果进行密封试验验证。……