孔的排布方式对孔型阻尼密封泄漏特性和动力学性能影响研究

摘要

为揭示孔的排布方式对孔型阻尼密封性能的影响规律以及探究最佳排布方式，基于多频椭圆轨迹涡动模型非定常计算流体力学摄动数值方法，研究了不同孔径、孔排布方式下孔型阻尼密封的泄漏特性和动力学性能。采用孔型阻尼密封试件试验数据，验证了数值方法的可靠性和准确性，通过计算分析了不同孔径(3.175、12.268 mm)、孔排布方式(轴向顺排、周向顺排)、进口预旋(0、0.5)对孔型阻尼密封的泄漏量、动力特性系数和腔室动态压力的影响规律。数值结果表明：大孔径孔型阻尼密封动力学性能较优，具有较高的有效阻尼和较低的穿越频率，但封严性能较差，对应的泄漏量增加了6%～10%;小孔径孔型阻尼密封的泄漏特性和动力学性能对孔的排布方式不敏感，泄漏量偏差小于0.5%,动力特性系数偏差小于7%;对于大孔径孔型阻尼密封，采用周向顺排的方式可获得更好的封严性能以及更优的动力学性能，泄漏量可降低4%,有效阻尼的穿越频率也得到显著减小。该研究可为孔型阻尼密封的设计提供参考。

关键词

孔型阻尼密封 / 泄漏特性 / 动力学性能 / 计算流体力学 / 孔排布方式

基金资助

国家自然科学基金资助项目(52176042)