航空发动机典型篦齿封严泄漏特性的数值和实验研究

【类型】学位论文

【作者】纪国剑 

【关键词】 航空发动机 篦齿封严 金属蜂窝 磨损槽 泄漏特性

【摘要】篦齿封严是一种结构简单、性能可靠的封严结构,在航空发动机等旋转机械中得到了广泛的应用。它主要利用流道的突扩和突缩,消耗流体的动能增加流阻以限制或阻止流体泄漏。篦齿封严性能的提高对发动机性能的改善具有显著的作用。但目前国内对一些典型篦齿封严结构如金属蜂窝衬套、过渡状态下篦齿切入衬套等结构的泄漏特性尚缺乏详细的研究,尚不具备完善的篦齿封严数据库。本文针对这些问题开展了一定的深入研究。首先对国内外有关篦齿封严的文献进行了综合分析,归纳了各主要影响因素对篦齿封严特性的影响规律。其次设计并建立了篦齿封严旋转实验台,该台最大转速为3000r/min,进口最大压力为0.8Mpa,可对齿尖直径介于70～590mm之间的篦齿封严结构的泄漏特性进行实验。然后对直通篦齿-光滑衬套、直通篦齿-蜂窝衬套和台阶篦齿-光滑衬套等3种篦齿封严结构的泄漏特性进行了实验研究和数值计算。分析了齿腔的射流特性、篦齿临界特性以及压力损失特性,研究了篦齿结构尺寸、转速和压比等参数的影响规律。在此基础上发展了封严性能更好的直通篦齿-齿间浅槽衬套封严结构。研究表明在发动机起动阶段,篦齿前腔压力逐渐升高的过程中,齿腔内的流体在射流的卷吸作...

【学位名称】博士

【学位授予单位】南京航空航天大学

【学位授予年度】2016

【导师姓名】吉洪湖

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