篦齒封嚴(yán)結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)泄漏與傳熱特性的影響研究.pdf

1、隨著航空事業(yè)的迅速發(fā)展，對(duì)飛機(jī)的機(jī)動(dòng)性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性的要求越來(lái)越高，封嚴(yán)技術(shù)的提高能夠起到降低航空發(fā)動(dòng)機(jī)燃油消耗率、提高推重比的作用。篦齒封嚴(yán)是一種傳統(tǒng)的非接觸式封嚴(yán)結(jié)構(gòu)，它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安全可靠、運(yùn)行成本低等優(yōu)點(diǎn)，一直廣泛應(yīng)用于航空、航天、能源等領(lǐng)域的動(dòng)力裝置中。如何改進(jìn)現(xiàn)有的篦齒封嚴(yán)結(jié)構(gòu)，減少泄漏損失，提高航空發(fā)動(dòng)機(jī)的整體性能，引起國(guó)內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注。
　　影響篦齒封嚴(yán)特性的因素有很多，主要包括篦齒類型、齒形幾何參數(shù)、齒數(shù)

2、、流體氣動(dòng)參數(shù)和轉(zhuǎn)速等。研究表明，在低轉(zhuǎn)速下，單純的篦齒旋轉(zhuǎn)對(duì)封嚴(yán)泄漏量幾乎沒有影響，因此為了節(jié)約成本，利用二維靜止篦齒封嚴(yán)實(shí)驗(yàn)臺(tái)，對(duì)直通篦齒封嚴(yán)結(jié)構(gòu)展開研究，研究的主要內(nèi)容為:
　　一、實(shí)驗(yàn)研究了真實(shí)尺寸模型及其放大模型之間泄漏與傳熱特性的相似規(guī)律，并且提出了在狹小空間研究篦齒復(fù)雜表面?zhèn)鳠崽匦缘膶?shí)驗(yàn)方法。即可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)與數(shù)值計(jì)算相集合的方法，根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)得數(shù)據(jù)利用流固熱耦合計(jì)算得出篦齒表面的傳熱特性。
　　二、依據(jù)正交設(shè)計(jì)理

3、論，設(shè)計(jì)了一套（共25個(gè)）齒形幾何參數(shù)相互正交的真實(shí)尺寸直通篦齒實(shí)驗(yàn)件，研究了壓比和多個(gè)齒形幾何參數(shù)對(duì)篦齒封嚴(yán)泄漏與傳熱特性的綜合影響規(guī)律。研究發(fā)現(xiàn)，各因素對(duì)封嚴(yán)特性的影響程度不同，在實(shí)驗(yàn)參數(shù)范圍內(nèi)，泄漏特性和傳熱特性受封嚴(yán)間隙c的影響最敏感，而泄漏特性幾乎不受齒高H的影響，努塞爾數(shù)幾乎不受后傾角β的影響。
　　三、實(shí)驗(yàn)研究了篦齒齒數(shù)對(duì)泄漏特性的影響規(guī)律。結(jié)果表明，在其他條件不變的情況下，隨著齒數(shù)的增加，篦齒封嚴(yán)結(jié)構(gòu)的流量系數(shù)逐漸