汽輪機密封內(nèi)流動特性分析及增效技術研究.pdf

1、隨著汽輪機組向高參數(shù)、大容量方向發(fā)展，密封的重要性得到凸顯，密封性能直接影響機組的經(jīng)濟性和安全性，高效密封成為大型機組繼續(xù)發(fā)展所必須解決的難題之一。因此，對汽輪機密封進行研究，掌握工作機理、研究新型密封結(jié)構(gòu)具有重要的理論意義和工程價值。本文從軸端密封和葉尖密封兩方面展開研究工作。
　　本文首先建立迷宮密封三維CFD分析模型，對流場特性進行研究。結(jié)果表明，密封通過密封齒的節(jié)流和腔內(nèi)能量耗散實現(xiàn)流體封嚴，泄漏量隨著壓比和密封間隙的增加

2、而增大。螺旋形流動導致周向壓力分布不均是產(chǎn)生汽（氣）流力的誘因，隨著壓比和預旋速度的增加，交叉剛度增大，容易誘發(fā)轉(zhuǎn)子的低頻渦動。
　　在交錯齒密封的基礎上提出混合齒密封，并對其性能進行計算和比較。結(jié)果表明，混合齒密封的泄漏量比交錯齒密封低30％，交叉剛度也低于交錯齒密封。對混合齒密封進行結(jié)構(gòu)參數(shù)分析，發(fā)現(xiàn)存在一個最佳橫齒高度使性能最優(yōu);橫齒間隙越小越好，但設計時需要注意橫齒間隙應該大于豎齒間隙，防止兩道橫齒之間發(fā)生碰磨。
　

3、　為了更好地分析葉尖密封流動特性，本文將葉尖密封和動葉上下游流場耦合，建立分層單控制體模型，準確預測出葉尖區(qū)域欠轉(zhuǎn)流的存在。為了分析密封結(jié)構(gòu)參數(shù)的影響，在分層單控制體模型的基礎上提出混合單控制體模型和混合雙控制體模型，對比這三種模型的泄漏量計算結(jié)果，最大誤差為7.1％。利用混合雙控制體模型對密封結(jié)構(gòu)參數(shù)進行分析，發(fā)現(xiàn)泄漏量隨著葉尖間隙的增大而增長，密封腔深度和寬度對泄漏量的影響不顯著。
　　提出葉尖氣膜復合密封，對其增效能力進行計