深径比对孔型阻尼密封泄漏特性和流体激振动力学性能的影响研究

宋会玲; 魏阳国; 李永鹏; 张子涵; 李志刚

西安交通大学学报 ›› 2025, Vol. 59 ›› Issue (7) : 87 -98.

宋会玲, 魏阳国, 李永鹏, 张子涵, 李志刚

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摘要

为揭示孔深对孔型阻尼密封封严性能和刚度阻尼动力学性能的影响规律，探究最佳孔深方案，采用非定常多频摄动数值方法，研究了不同孔深下孔型阻尼密封的泄漏特性和动力学特性。首先，通过3种孔深下孔型阻尼密封泄漏量和动力特性系数的数值与试验数据对比，验证了数值方法的准确性；然后，计算分析了3种不同孔径（D为2.0、3.175、5.0 mm）下连续变化孔深（深径比A_r为0.1～1.25）的孔型阻尼密封的泄漏量；最后，评估了2种进口预旋（μ₀为0、0.5）、5种不同孔深（H为0.5、1.0、1.9、3.3、6.6 mm,D为3.175 mm）下孔型密封的动力特性系数、腔室动态压力及旋流速度发展。数值结果表明：深径比A_r是影响孔型密封泄漏特性的关键几何参数；从密封封严性能角度来看，A_r为0.4～0.5是最佳孔深方案，此时不同孔径的密封泄漏量均达到最小值；从密封动力学稳定性角度来看，较小孔深的孔型阻尼密封动力学稳定性更优，在确定最佳孔深时，需考虑污染物沉积、腐蚀磨损对孔深的影响，避免选择过小的孔深（H≥1.0 mm）。