间隙变化对新型涡轮密封气动性能影响的数值分析

摘要：针对涡轮叶顶密封性能的提高,对圆形凹槽式迷宫密封的密封特性进行了研究。通过数值模拟一级半涡轮叶冠内及转子出口处的流场结构,分析了密封作用机理,密封间隙变化与泄漏损失以及掺混损失之间的关系。结果表明,圆形凹槽的容积效应促使泄漏流发生小角度偏转,降低了泄漏损失与掺混损失;密封间隙分别为0.3mm,0.5mm时,凹槽的存在改变了腔室内涡流涡核的位置;不存在凹槽时,间隙由0.3mm增大到2mm,泄漏系数增大53.3%;存在凹槽时,泄漏系数增大47.7%;间隙增大到1mm,掺混损失明显增大,凹槽密封掺混损失相对于光滑面密封掺混损失减少量保持在0.044左右。

关键词：涡轮 密封间隙 圆形凹槽 气动性能 数值模拟 

单位：海军工程大学动力工程学院 湖北武汉430033 海军工程大学舰船动力工程军队重点实验室 湖北武汉430033 海军工程大学热科学与动力工程研究室 湖北武汉430033