刷式密封泄漏流動(dòng)特性流固耦合研究

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1、文章編號：2095-1248（2016）06-0035-07刷式密封泄漏流動(dòng)特性流固耦合研究11211劉寧寧，孫丹，胡廣陽，艾延廷，白偉鋼（1.沈陽航空航天大學(xué)遼寧省航空推進(jìn)系統(tǒng)先進(jìn)測試技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，沈陽110136；2.中國航發(fā)沈陽發(fā)動(dòng)機(jī)研究所航空發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力傳輸航空科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，沈陽110015）摘要：刷式密封是旋轉(zhuǎn)機(jī)械的關(guān)鍵部件，由其引起的泄漏損失直接影響旋轉(zhuǎn)機(jī)械的工作效率。分析了刷式密封的流固耦合特性，應(yīng)用雙向流固耦合與動(dòng)網(wǎng)格技術(shù)，建立刷式密封瞬態(tài)三維流固耦合求解模型。在實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證流固耦合求解模型準(zhǔn)確性的基礎(chǔ)上，分析刷式密封的泄漏流動(dòng)特性，研究刷式密封幾何參數(shù)等因素對其泄漏

2、特性的影響規(guī)律。研究結(jié)果表明，刷式密封泄漏量隨著后擋板保護(hù)高度的增大而增加；隨著刷絲束與后擋板之間軸向間隙的增大，泄漏量先增大，然后趨于穩(wěn)定不變；隨著刷絲排數(shù)的增加，泄漏量先迅速下降，然后下降速度趨緩。研究結(jié)果為刷式密封結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)。關(guān)鍵詞：刷式密封；流固耦合；流場特性；泄漏特性中圖分類號：ＴＫ263文獻(xiàn)標(biāo)志碼：Ａdoi：10．3969／ｊ．ｉｓｓｎ．2095-1248．2016．06．006Studyontheleakageflowcharacteristicsofbrushsealsbasedonfluid-structureinteraction11211ＬＩＵＮｉｎ

3、ｇ-ｎｉｎｇ，ＳＵＮＤａｎ，ＨＵＧｕａｎｇ-ｙａｎｇ，ＡＩＹａｎ-ｔｉｎｇ，ＢＡＩＷｅｉ-ｇａｎｇ（1.ＬｉａｏｎｉｎｇＫｅｙＬａｂｏｆＡｄｖａｎｃｅｄＴｅｓｔＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｆｏｒＡｅｒｏｓｐａｃｅＰｒｏｐｕｌｓｉｏｎＳｙｓｔｅｍ，ＳｈｅｎｙａｎｇＡｅｒｏｓｐａｃｅＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ110136，Ｃｈｉｎａ；2.ＫｅｙＬａｂＰｏｗｅｒＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｆｏｒＡｅｒｏ-Ｅｎｇｉｎｅ，ＡＥＣＣＳｈｅｎｙａｎｇＥｎｇｉｎｅＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ110015，Ｃｈｉｎａ）Abstract：Ｂｒｕｓｈｓｅａｌｓ

4、ａｒｅｔｈｅｋｅｙｐａｒｔｓｏｆｒｏｔａｔｉｎｇｍａｃｈｉｎｅｓ，ｂｅｃａｕｓｅｌｅａｋａｇｅｌｏｓｓｃａｕｓｅｄｂｙｂｒｕｓｈｓｅａｌｓａｆ-ｆｅｃｔｔｈｅｗｏｒｋｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆｔｈｅｍａｃｈｉｎｅ．Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｔｈｅｌｅａｋａｇｅｆｌｏｗｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｂｒｕｓｈｓｅａｌｓｗｅｒｅａｎ-ａｌｙｚｅｄｕｓｉｎｇｔｈｅｔｈｅｏｒｙｏｆｆｌｕｉｄ-ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ．Ａｔｈｒｅｅ-ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌｍｏｄｅｌｗａｓｐｒｅｓｅｎｔｅｄｂａｓｅｄｏｎｔｗｏ-ｗａｙｆｌｕｉｄ-ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｉｎ

5、ｔｅｒａｃｔｉｏｎ，ａｎｄｍｏｖｉｎｇｇｒｉｄｓｔｅｃｈｎｉｑｕｅａｎｄｉｔｓｖａｌｉｄａｔｉｏｎｗａｓｔｅｓｔｅｄｂｙｅｘ-ｐｅｒｉｍｅｎｔ．Ｔｈｅｆｌｏｗｆｉｅｌｄｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｗｅｒｅｆｕｒｔｈｅｒａｎａｌｙｚｅｄａｎｄｔｈｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆｓｏｍｅｆａｃｔｏｒｓ（ｅ．ｇ．ｇｅｏｍｅｔｒｉｃｐａｒａｍｅｔｅｒｓ）ｏｎｔｈｅｌｅａｋａｇｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｗｅｒｅａｌｓｏｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ．Ｎｕｍｅｒｉｃａｌｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｌｅａｋａｇｅｒａｔｅｉｎｃｒｅａｓｅｓｗｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｏｆｂａｃｋｉｎｇｐｌａｔｅｆ

6、ｅｎｃｅｈｅｉｇｈｔ．Ｔｈｅｌｅａｋａｇｅｒａｔｅｉｎｃｒｅａｓｅｓｗｉｔｈｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｔｈｅａｘｉａｌｃｌｅａｒａｎｃｅｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｂｒｕｓｈｂｒｉｓｔｌｅａｎｄｂａｃｋｐｌａｔｅ，ａｎｄｔｈｅｎｔｅｎｄｓｔｏｂｅｓｔａｂｌｅ．Ａｓｔｈｅｂｒｉｓｔｌｅｒｏｗｎｕｍｂｅｒｉｎ-ｃｒｅａｓｅｓ，ｔｈｅｌｅａｋａｇｅｒａｔｅｆｉｒｓｔｄｅｃｒｅａｓｅｓｒａｐｉｄｌｙ，ｔｈｅｎｓｌｏｗｌｙ，ａｎｄｆｉｎａｌｌｙｔｅｎｄｓｔｏａｖａｌｕｅ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｏｆｔｈｉｓｓｔｕｄｙｃａｎｐｒｏｖｉｄｅｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌｓｕｐｐｏｒｔｆｏｒｄｅｓｉｇｎｉｎｇｂｒｕｓｈｓｅ

7、ａｌｓ．Keywords：ｂｒｕｓｈｓｅａｌｓ；ｆｌｕｉｄ-ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ；ｆｌｏｗｆｉｅｌｄｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ；ｌｅａｋａｇｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ收稿日期：2016-04-25基金項(xiàng)目：國家自然科學(xué)基金（項(xiàng)目編號：11302133）；航空基金（項(xiàng)目編號：2014ＺＢ54）；遼寧省自然科學(xué)基金項(xiàng)目（項(xiàng)目編號：2015020113）作者簡介：劉寧寧（1989-），男，河南許昌人，碩士研究生，主要研究方向：旋轉(zhuǎn)機(jī)械密封流體特性，