基于三维实体建模的刷式密封传热机理数值研究

论文摘要

建立了基于三维实体建模的刷式密封传热特性求解模型,在验证数值模型准确性的基础上,分析了刷式密封流场与温度场分布特性,研究了压比、转速、干涉量和热流密度对刷丝最高温度的影响,揭示了刷式密封的传热机理。结果表明:高温区主要集中在末排刷丝与转子面接触位置,刷丝的最高温度随着压比、转速、干涉量和热流密度增加而增大,其中干涉量对刷丝最高温度的影响最为明显。当干涉量从0.1mm增至0.7mm时,刷丝的最高温度上升1.61倍;刷式密封热量的主要来源为刷丝与转子表面摩擦产生的热量,其传热形式包括导热和对流换热,摩擦热量通过导热形式进入刷丝和转子,当刷丝与转子之间的接触力增加时,摩擦热量增大,刷丝的最高温度升高,摩擦热量通过对流换热形式在流体和固体之间进行传递,热量散失主要形式为泄漏气流带走部分热量。

论文目录

• 1 刷式密封传热特性理论分析
•   1．1刷式密封热传递分析
•   1．2摩擦热流量的计算
•   1．3刷式密封三维传热理论模型
•     1．3．1流动控制方程
•     1．3．2传热控制方程
• 2 刷式密封三维传热求解模型
•   2．1求解模型
•   2．2网格划分
•   2．3边界条件
•   2．4模型准确性验证
• 3 刷式密封流场和温度场分布特性分析
•   3．1压力分布特性分析
•   3．2速度分布特性分析
•   3．3温度分布特性分析
•     3．3．1径向温度分布特性分析
•     3．3．2轴向温度分布特性分析
• 4 刷式密封传热特性影响因素分析
•   4．1压比对传热特性影响分析
•   4．2转速对传热特性影响分析
•   4．3干涉量对传热特性影响分析
•   4．4摩擦热流量对传热特性影响分析
•   4．5刷式密封传热机理分析
• 5 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 孙丹,李国勤,艾延廷,刘永泉,战鹏,信琦

关键词: 刷式密封,三维实体建模,温度分布,摩擦热量,传热机理

来源: 航空动力学报 2019年08期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅱ辑

专业: 航空航天科学与工程

单位: 沈阳航空航天大学航空发动机学院辽宁省航空推进系统先进测试技术重点实验室,中国航空发动机集团有限公司沈阳发动机研究所航空发动机动力传输航空科技重点实验室

基金: 国家自然科学基金(51675351),中国博士后科学基金(2018M633572),辽宁省高等学校创新人才支持计划项目(LR2016033)

分类号: V231.1

DOI: 10.13224/j.cnki.jasp.2019.08.001

页码: 1633-1643

总页数: 11

文件大小: 532K

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