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题名高空台流量管新型篦齿密封特性分析及结构优化设计
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作者
艾延廷
张文亮
田金虎
侯鑫正
张兴源
孙丹
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机构
沈阳航空航天大学辽宁省航空推进系统先进测试技术重点实验室
中国航发四川燃气涡轮研究院高空模拟技术国防重点实验室
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出处
《推进技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第11期204-214,共11页
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基金
国家自然科学基金(52075346)。
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文摘
针对高空台流量管与导流盆连接结构减小气体泄漏、避免出现反向进气压力过大导致结冰的设计要求,开展不同内径流量管新型篦齿密封特性及结构参数优化研究。建立了高空台新型流量管篦齿密封结构有限元模型,并开展了新型流量管篦齿密封结构泄漏特性实验研究。基于数值模拟与试验,研究了流量管内径对密封性能的影响规律。根据Box-Behnken响应面设计法,选取不同流量管内径下的密封间隙、控制口数量以及孔型出口数量为优化参数,进行新型篦齿密封结构参数优化设计研究。结果表明:仿真泄漏量与试验值相比最大误差不超过7%,证明了本文仿真模型的有效性;当结构内径由1 m增大到3 m,密封泄漏量由0.021 kg/s逐渐增加到0.162 kg/s,增幅高达671.4%;内径1 m,2 m和3 m篦齿密封结构经优化后,最大流速分别减小了16.1%,14.3%和9.7%,泄漏量分别降低50.74%,98.50%和97.52%。本文研究为高空台新型流量管篦齿密封结构优化设计提供了有效方法,也为流量管尺寸规范化设计提供了技术支撑。
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关键词
高空台
篦齿封严
有限元分析
泄漏特性
优化设计
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Keywords
High-altitude platform
Labyrinth sealing
Finite element analysis
Leakage characteris⁃tics
Optimized design
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分类号
V217.2
[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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题名高空台动静架连接新型篦齿密封结构封严特性研究
被引量：4
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作者
杨志明
艾延廷
苏金友
关鹏
田金虎
侯正鑫
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机构
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
中国航发四川燃气涡轮研究院高空模拟技术国防重点实验室
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出处
《推进技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第8期93-100,共8页
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基金
国家自然科学基金(11702177)
辽宁省自然科学基金(2020-BS-174)。
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文摘
针对高空模拟试车台动静架连接处气体泄漏问题,开展基于中段进气的新型篦齿密封结构优化设计与封严特性的数值模拟与试验研究。设计了新型篦齿密封结构,选取篦齿齿尖厚、齿根厚及后倾角为参数变量,泄漏量为优化目标函数,根据Box-Behnken方法设计的样本点和数值计算结果建立二阶响应面模型,开展新型篦齿密封结构泄漏特性数值模拟与优化研究,并通过实验进行验证。研究表明,实验结果与有限元计算结果误差不超过10%,验证了数值模型的准确性。通过优化设计与分析,新型篦齿连接结构泄漏量降低12.5%,使得该结构更容易实现最优的封严效果。新型篦齿密封结构封严特性较初始结构提高99.2%,消除了由连接处泄漏带来的附加阻力695.2N。
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关键词
航空发动机
高空模拟实验台
篦齿封严
泄漏特性
结构优化
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Keywords
Aeroengine
Simulated altitude test facility
Labyrinth seal
Leakage characteristics
Structural optimization
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分类号
V217.2
[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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题名高空台动静架新型非接触密封结构设计
被引量：1
- 3
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作者
王志
李吉凯
苏金友
赵丹
杨志明
张凤玲
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机构
沈阳航空航天大学辽宁省航空推进系统先进测试技术重点实验室
中国航发四川燃气涡轮研究院高空模拟技术国防重点实验室
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出处
《沈阳航空航天大学学报》
2020年第6期1-8,共8页
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基金
国家自然科学基金(项目编号:51675351)。
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文摘
航空发动机高空台动静架连接通常采用篦齿型非接触密封结构。由于动静架连接处内管道与外界环境存在压差,导致高空仓气体泄漏,严重影响发动机试验推力测试精度。根据传统篦齿密封原理,设计基于聚四氟乙烯材料的高空台动静架连接新型密封结构,并利用CFX仿真平台研究了聚四氟乙烯材料密封圈截面形状、密封圈与静架间隙、进出口压力比以及密封圈数量等对密封结构泄漏量的影响。研究表明,当控制其他结构参数不变而减小密封圈与静架间隙时,密封结构泄漏量显著降低,且梯形截面密封圈比D形截面密封圈密封效果更优;当控制其他结构参数不变而降低密封结构进出口压力比时,密封结构泄漏量降幅较大;当控制其他结构参数不变而改变密封圈数量时,密封结构泄漏量变化较小。研究对航空发动机高空台动静架连接密封结构设计及高空台试验推力测试精度提高具有重要意义。
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关键词
高空台
密封间隙
压力比
密封圈个数
非接触密封
动静架
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Keywords
altitude test facility
sealinggap
pressure ratio
number of seals
non-contact seal
dynamic and static frame
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分类号
TB743
[一般工业技术—材料科学与工程]
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