基于CFD技术的阶梯型迷宫密封的结构优化.pdfVIP

2008年 10月 润滑与密封 0et．2008 第33卷 第 1O期 LUBRICATIONENGINEERING V01．33No．10 基于 CFD技术的阶梯型迷宫密封的结构优化 赵 斌 (辽宁石油化工大学机械工程学院 辽宁抚顺 113001) 摘要：利用Gambit软件建立_r阶梯型迷宫密封的二维计算网格，导人Fluent软件，采用SIMPLE算法对迷宫密封内 部流场进行数值模拟，得出了迷宫密封内部流场的速度 、压力、湍流强度以及湍流粘度的分布云图。表明，气流流经齿 缝时是加速降压过程，气流流出齿缝进入齿腔时是等压增阻过程。选取 6种不同尺寸的阶梯型迷宫密封结构，分别得出 在不同的雷诺数条件下压力降系数与涡流损失系数变化 曲线；选择具有较好密封性能的ls3阶悌型迷宫密封结构作为最 优结构。 关键词：阶梯型迷宫密封；结构优化；数值模拟 中图分类号：TK730．1 文献标识码 ：A 文章编号：0254—0150 (2008)10—066—4 TheStructuralOptimizationDesignofLabyrinth SealBasedonCFD Technology ZhaoBin (SchoolofMechanicalEngineering，LiaoningUniversityofPetroleumandChemicalTechnology，FushunLiaoning113001，China) Abstract：Thetwodimensioncalculativemeshot’labyrinthsealwasconstructedusingGambitsoftware，whichwasim— po~edFluentsoftware．ThenumericalsimulationwascarriedoutbySIMPLEalgorithm．Thedistributivefiguresofvelocity， pressure，turbulenceintensityandturbulenceviscositywereacquired．h isfoundthatthevelocityisincreased，thepressure isimprovedwhengasflowsthroughtoothclearance；thepressureisconstant，theresistanceisenhancedwhengasflowsinto toothcavity．Sixdifferentsizeoflabyrinthsealwaschosen，variableCll1wesofpressuredropratioandvortexlosscoefficient inconditionofdifferentRenaultnumberwereacquired，thebestlabyrinthsealsturcturewasgot． Keywords：labyrinth seal；structuraloptimization；numericalsimulation 为了避免离心压缩机的转子与定子相碰，转子和 ()为750r／min，气体常数 (R)为287N m·／(kg 定子间有一定的间隙，为了减少泄漏量 ，通常采用迷 · K)。阶梯型迷宫密封的齿数 (N)为5，阶梯高度 宫密封。迷宫密封是流体机械中应用非常广泛的一类 (d)为 1．5mm，第一段轴径 (R)为90mIn，径向 非接触密封。迷宫密封可以减少从高压区向低压区的 间隙 (C)为0．6mm，齿距 (L)为9．0mm，齿高 气体泄漏量 ，进而可以提高离心压缩机的工作效率 。 ( 为 8．5mm，齿宽 (t。)为0．4mm。 阶梯型迷宫密封是一种常见的迷宫密封 ，主要用于定 子或转子为阶梯结构的情况中 。 1 阶梯型迷宫