密封动力特性影响因素CFD数值分析

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1、第33卷第1期沈阳航空航天大学学报V01．33No．12016年2月JournalofShenyangAerospaceUniversityFeb．2016文章编号：2095—1248(2016)0l一0001-07密封动力特性影响因素CFD数值分析孙丹1”，王双1”，艾延廷1”，王克明1,2，胡广阳3，刘宁宁1'2(I．沈阳航空航天大学航空航天工程学部(院)，沈阳110136；2．辽宁省航空推进系统先进测试技术重点实验室，沈阳110136；3．中航工业沈阳发动机设计研究所第5研究室，沈阳110

2、015)摘要：研究了CFD旋转坐标系技术，应用旋转坐标系将非定常流动问题转化成定常问题，建立迷宫密封动力特性求解模型，对密封流场及密封动力特性系数进行求解研究。计算进出口压比、转速、预旋等不同条件下密封的动力特性系数及涡动系数，研究了密封动力特性的影响因素，在数值计算的基础上，进一步分析了密封气流激振力的影响因素。研究表明，随着进口压力与转速的增加，交叉刚度系数k增加，直接阻尼系数C减小，涡动系数增加，对转子稳定性不利。密封内流体的周向流动是产生密封气流激振力的重要原因。关键词：密封；动力特性；

3、CFD；旋转坐标系；数值分析中图分类号：TK263．0242文献标志码：Adoi：10．3969／j．issn．2095—1248．2016．01．001CFDnumericalanalysisofinfluencefactorsofsealrotord了rnamiccharacteristicsSUNDanl，2，WANGShuan91'2，AIYan—rin91’2，WANGKe—min91’2，HUGuang．yan93，LIUNing—nin91，2(1．FacultyofAerospa

4、ceEngineering，ShenyangAerospaceUniversity，Shenyang110136，China；2．LiaoningKeyLabofAdvancedTestTechnologyforAerospacePropulsionSystem，Shenyang110136，China；3．The5mResearchDepartment，AVICShenyangEngineDesignandResearchInstitute，Shenyang110015，China)Abstr

5、act：TheMovingReferenceFrametechnologywasstudiedinthepaperbytransformingunsteadyflowintosteadyoneusingMovingReferenceFramemethod．Therotordynamiccharacteristicsoflabyrinthsealmodelsweresetuptoevaluatethesealrotordynamiccharacteristicsandflowfieldcharac

6、teristics．Thesealrotordynamiccharacteristicsandwhirlcoefficientsunderdifferentpressureratios，rotationalspeeds，andpre-rotationconditionswereevaluatedtostudytheinfluencefactorsofsealrotordynamiccharacteristics，andtheinfluencefactorsofexcitingforceprodu

7、cedbysealairflowwerefurtheranalyzedonthebasisofnumericalcalculations．Theresults，whichareunfavorableforthestabilityoftherotor，showthatwiththeincreaseoftheinletpressureandrotationalspeed，thecrossstiffnesscoefficientkincreases，thedirectdampingCdecrea—se

8、s，andthewhirlcoefficientincreases，andthesealfluidcircumferentialflowisthemaincauseofthesealairflowexcitingforce．收稿日期：2015—03—26基金项目：国家自然科学基金(项目编号：11302133)；航空科学基金(项目编号：20140454003)；辽宁省自然科学基金(项目编号2015020113)作者简介：孙丹(1981一)，男，辽宁丹东人，副教授，主要研究方向：旋转机械密封与滑动轴