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不同压力边界下迷宫密封封严特性对比研究
1
作者
李玉
苏国征
+2 位作者
孙丹
任国哲
刘海波
《润滑与密封》
北大核心
2025年第5期52-59,92,共9页
针对迷宫密封在不同压力边界条件下的封严特性问题,建立迷宫密封封严特性求解模型。在验证模型准确性的基础上,研究等背压不等压差、等压差不等背压和等压比不等背压等压力边界,对迷宫密封泄漏特性、速度分布特性和密封-转子系统稳定性...
针对迷宫密封在不同压力边界条件下的封严特性问题,建立迷宫密封封严特性求解模型。在验证模型准确性的基础上,研究等背压不等压差、等压差不等背压和等压比不等背压等压力边界,对迷宫密封泄漏特性、速度分布特性和密封-转子系统稳定性的影响。研究表明:在等背压条件下,随着压差增加,迷宫密封的泄漏量和泄漏系数增加,速度比降低且降幅逐渐减小,平均周向速度降低,密封-转子系统稳定性增强;在等压差条件下,随着背压增加,泄漏量增加,泄漏系数降低,速度比略有上升且沿气流流动方向增幅增加,平均周向速度增加,密封-转子系统稳定性降低;在等压比条件下,随着背压增加,泄漏量增加但泄漏系数基本不变,速度比降低且降幅逐渐减小,最终趋于一致,平均周向速度降低,密封-转子系统稳定性增强。此外,泄漏系数可用于表征迷宫密封的流通能力,以排除背压对出口气流密度及泄漏量的影响。该研究为迷宫密封在不同压力边界下的性能分析提供了理论依据。
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关键词
迷宫密封
封严特性
压力边界
密封-转子系统稳定性
泄漏特性
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职称材料
密封间隙锥度对轴承腔封严特性影响的数值模拟
2
作者
徐文峰
吴晓敏
+3 位作者
任国哲
赵欢
孙丹
韩量宇
《航空发动机》
北大核心
2025年第2期124-130,共7页
航空发动机轴承腔密封结构受温差、压差及制造工艺的影响,密封件会产生锥度使密封间隙形式发生改变。为研究密封间隙锥度对轴承腔两相流流场结构及封严性能的影响,建立了不同间隙锥度的数值求解模型,并通过数值方法研究了不同锥度对轴...
航空发动机轴承腔密封结构受温差、压差及制造工艺的影响,密封件会产生锥度使密封间隙形式发生改变。为研究密封间隙锥度对轴承腔两相流流场结构及封严性能的影响,建立了不同间隙锥度的数值求解模型,并通过数值方法研究了不同锥度对轴承腔封严性能的影响规律。结果表明:常规轴承腔及封严腔中滑油表现为贴壁流动的特点,封严气体经过密封腔后主要集中在轴承腔内表面。总体上密封间隙锥度f>1方案的封严效果优于f<1方案的,其中在f=1.2时封严效果最佳;在f<1时,锥面形成的离心抑油作用能够抑制密封间隙滑油的泄漏流量,在f增大时封严效果先增强后减弱,在f=0.77时封严效果最佳;在f>1时,锥面形成的渐缩密封间隙诱发射流作用能够显著抑制滑油泄漏,随着f的增大封严效果先增强后减弱,在f=1.2时滑油未发生泄漏,在f>1.2后封严效果减弱。
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关键词
密封结构
封严性能
轴承腔两相流
间隙锥度
滑油
泄漏流量
非稳态数值模拟
航空发动机
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职称材料
圆周石墨密封摩擦磨损特性试验
3
作者
王双
赵欢
+3 位作者
张杰一
孙丹
张然
任国哲
《航空发动机》
北大核心
2025年第5期99-104,共6页
圆周石墨密封装置与摩擦转盘涂层因滑动摩擦产生的摩擦磨损直接影响其封严性能和使用寿命。为了研究圆周石墨密封摩擦磨损特性,开展了基于圆周摩擦方式的摩擦磨损特性试验。搭建了圆周石墨密封摩擦磨损特性试验台,分析了不同结构和不同...
圆周石墨密封装置与摩擦转盘涂层因滑动摩擦产生的摩擦磨损直接影响其封严性能和使用寿命。为了研究圆周石墨密封摩擦磨损特性,开展了基于圆周摩擦方式的摩擦磨损特性试验。搭建了圆周石墨密封摩擦磨损特性试验台,分析了不同结构和不同涂层材料对圆周石墨密封摩擦系数及磨损量的影响,以及圆周石墨密封的温度分布形式。结果表明:随着摩擦时长的增加,圆周石墨密封摩擦系数急剧减小后略有增大并逐渐趋于稳定;随着槽种类和数量的增多,圆周石墨密封的摩擦系数逐渐减小;石墨材料与氧化铬涂层匹配的摩擦副的摩擦系数最小。随着槽种类和数量的增多,圆周石墨密封磨损量逐渐增大。当石墨环由纯石墨材料与浸锑石墨材料制成时,氧化铝跑道涂层石墨环的磨损量相较于氧化铬跑道涂层下磨损量分别平均增加了18.91%与39.28%。纯净石墨材料和浸锑石墨材料与氧化铬涂层匹配时,密封磨损量最小。随着摩擦时长逐渐增加,石墨环整体的温度升高逐渐由内表面向外扩散。从摩擦系数、磨损量2个角度考虑,石墨材料与氧化铬涂层材料匹配性更好。
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关键词
圆周石墨密封
摩擦系数
磨损量
涂层材料匹配性
轴承腔
试验研究
航空发动机
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职称材料
基于微分求积法的环瓣式浮环密封动压润滑特性理论研究
被引量：
1
4
作者
谢仙赐
赵欢
+2 位作者
王双
孙丹
徐文峰
《润滑与密封》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第11期35-40,共6页
以Lagrange多项式为微分求积法(DQ)的基函数,应用局部DQ-Lagrange方法求解环瓣式浮环密封Reynolds方程,建立基于局部微分求积法的环瓣式浮环密封流体动压润滑特性的求解模型,并通过与CFD结果的对比验证微分求积法的准确性。结果发现,局...
以Lagrange多项式为微分求积法(DQ)的基函数,应用局部DQ-Lagrange方法求解环瓣式浮环密封Reynolds方程,建立基于局部微分求积法的环瓣式浮环密封流体动压润滑特性的求解模型,并通过与CFD结果的对比验证微分求积法的准确性。结果发现,局部微分求积法可用较少的节点得到较高的求解精度,建立的基于局部微分求积法的求解模型可准确计算环瓣式浮环密封的动压润滑特性。采用微分求积法计算并分析浅槽结构参数与工况参数对密封气膜压力分布的影响规律,结果表明:浅槽结构可以产生明显的流体动压效应,密封压力峰值随着浅槽深度的增大先增大后减小,随着浅槽宽度的增大而减小,但下降幅度不大;随着密封间隙减小,压力峰值逐渐增大,随着进出口压比的增大,密封压力峰值增大。
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关键词
微分求积法
环瓣式浮环密封
REYNOLDS方程
动压润滑特性
动压气膜密封
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职称材料
阻尼环结构参数对篦齿封严气弹稳定性的影响
5
作者
刘海波
李玉
+2 位作者
孙丹
任国哲
杨泽敏
《润滑与密封》
北大核心
2025年第10期50-57,共8页
为探究阻尼环结构参数对篦齿封严气弹稳定性的影响,基于能量法与谐响应分析,建立带阻尼环的篦齿封严装置流固耦合数值求解模型。在验证模型准确性的基础上,研究阻尼环截面长度、厚度以及截面形状下的幅频响应、气动阻尼比等结果,进而评...
为探究阻尼环结构参数对篦齿封严气弹稳定性的影响,基于能量法与谐响应分析,建立带阻尼环的篦齿封严装置流固耦合数值求解模型。在验证模型准确性的基础上,研究阻尼环截面长度、厚度以及截面形状下的幅频响应、气动阻尼比等结果,进而评估阻尼环减振效果。研究表明:篦齿封严安装阻尼环前在第二节径处出现最大幅值振动,且气动阻尼比为负值,发生气弹失稳;安装阻尼环后第二节径处振动幅值有所降低,气动阻尼比增大,气弹稳定性提高;减振效果随着阻尼环截面长度和厚度的增加而增加,并且当截面长度较大时,圆形截面阻尼环有更好的减振效果;当阻尼环截面长度小于安装槽长度的40%时,圆形截面阻尼环失效,而方形阻尼环有较好的减振效果。
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关键词
篦齿封严
阻尼环
气弹失稳
气动阻尼比
幅频响应
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职称材料
某型燃气轮机篦齿封严泄漏特性分析与结构优化研究
6
作者
卢德正
任国哲
+3 位作者
刘润泽
孙丹
王泽铭
唐洪媛
《润滑与密封》
北大核心
2025年第9期125-134,共10页
针对某型燃气轮机2种典型篦齿封严结构,建立篦齿封严泄漏流动特性数值求解模型,在保证原有篦齿结构总封严长度与封严间隙情况下,以泄漏量为优化目标,采用数值仿真方法对典型篦齿-蜂窝结构与篦齿-交错齿结构进行特性分析及结构优化。对...
针对某型燃气轮机2种典型篦齿封严结构,建立篦齿封严泄漏流动特性数值求解模型,在保证原有篦齿结构总封严长度与封严间隙情况下,以泄漏量为优化目标,采用数值仿真方法对典型篦齿-蜂窝结构与篦齿-交错齿结构进行特性分析及结构优化。对于篦齿-蜂窝结构,通过调整篦齿结构形式、齿尖距与齿倾角等结构参数共提出5种优化结构,分别为直通直齿、直通斜齿、上台阶直齿、下台阶直齿等。研究发现,下台阶直齿封严性能最优,上台阶齿封严性能次之,直通齿封严性能相对最差;最优结构相较原始结构泄漏量降低31.53%。对于篦齿-交错齿结构,通过调整齿倾角与齿尖距等结构参数共提出5种优化结构,分别为斜交错篦齿、交错直篦齿以及齿距分别增大2倍、3倍、4倍与5倍的交错直篦齿。研究发现,在保证封严长度不变的前提下,随着齿间距增大泄漏量呈现先减小后增大的趋势;最优结构相较原始结构泄漏量降低68.20%。
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关键词
篦齿封严
泄漏特性
蜂窝结构
交错齿结构
结构优化
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职称材料
基于能量法的篦齿封严环气弹稳定性数值研究
被引量：
3
7
作者
苏国征
孙丹
+2 位作者
李玉
王志
任国哲
《推进技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第5期187-196,共10页
针对航空发动机篦齿封严环气弹稳定性问题,采用基于三维插值及非定常动网格技术的能量法,建立了篦齿封严环气弹稳定性数值求解模型。在验证数值方法准确性的基础上,研究了供气压力、转速和进气畸变对篦齿封严环气弹稳定性的影响,分析了...
针对航空发动机篦齿封严环气弹稳定性问题,采用基于三维插值及非定常动网格技术的能量法,建立了篦齿封严环气弹稳定性数值求解模型。在验证数值方法准确性的基础上,研究了供气压力、转速和进气畸变对篦齿封严环气弹稳定性的影响,分析了篦齿封严环气动力、气动功分布特性,揭示了进气畸变对篦齿封严环气弹稳定性的影响机理。研究表明:在本文研究中,外篦齿封严环相对于内篦齿封严环更易发生气弹失稳;随供气压力增加,外篦齿封严环气弹稳定性呈现降低趋势,当供气压力为0.55 MPa和0.7 MPa时,外篦齿封严环存在气弹失稳的风险;转速2000 r/min和4000 r/min相对于6000 r/min具有更大的气弹失稳风险。相比于360°圆周进气,90°圆周进气的外篦齿封严环气动力存在相互抵消的耦合作用,所以90°圆周进气的外篦齿封严环具有较高的气弹稳定性。篦齿封严环在发生气弹失稳时,齿腔底部做功占总气动功百分比会显著增加,故在进行结构优化时,可改变齿腔底部的结构参数以对篦齿封严环气弹稳定性进行改善。
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关键词
篦齿封严环
气弹稳定性
能量法
进气畸变
气动功
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职称材料
周向进气畸变对篦齿封严环气弹稳定性影响研究
8
作者
苏国征
孙丹
+3 位作者
王志
李玉
王文
徐梅鹏
《振动与冲击》
EI
CSCD
北大核心
2024年第7期57-66,共10页
针对航空发动机篦齿封严环在周向进气畸变状态下的气弹稳定性问题,采用三维插值和非定常动网格技术,建立了基于能量法的篦齿封严环气弹稳定性求解模型,在验证求解模型准确性的基础上,研究了对称进气与非对称进气、进气畸变程度对篦齿封...
针对航空发动机篦齿封严环在周向进气畸变状态下的气弹稳定性问题,采用三维插值和非定常动网格技术,建立了基于能量法的篦齿封严环气弹稳定性求解模型,在验证求解模型准确性的基础上,研究了对称进气与非对称进气、进气畸变程度对篦齿封严环气弹稳定性的影响规律,分析了气动功在齿腔不同区域分布特性,揭示了周向进气畸变对篦齿封严环气弹稳定性影响机理。研究表明,周向进气畸变可改变气动阻尼比,对篦齿封严环气弹稳定性影响较大。非对称进气时,篦齿封严环气弹稳定性随畸变度的增加先降低后增加再降低。对称进气时,篦齿封严环气弹稳定性随畸变度的增加先增加后降低,相对于非对称进气畸变,对称进气方式对气弹稳定状态影响较小。篦齿封严环在发生气弹失稳时,周向进气畸变对气动功影响最大的区域位于首级篦齿迎风区域,是流场周向压力均匀性最差的区域,周向进气畸变的影响随相对距离增加而降低;篦齿封严环所有齿腔底部的总气动功受周向进气畸变影响较大,在进行结构设计时可改变齿腔底部尺寸、形状等,以降低周向进气畸变对篦齿封严环气弹稳定性的影响。
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关键词
篦齿封严环
气弹稳定性
周向进气畸变
气动阻尼比
能量法
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职称材料
篦齿封严气弹稳定性影响因素研究
被引量：
1
9
作者
苏国征
孙丹
+3 位作者
王志
李玉
王文
徐梅鹏
《润滑与密封》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第9期63-72,共10页
为探究篦齿封严气弹失稳机制,理论分析了篦齿封严结构动力学与气弹稳定性判定公式,建立了篦齿封严结构动力特性数值求解模型与气弹稳定性求解模型,并验证该了方法的准确性;研究了篦齿环齿间距、壁厚以及转速对篦齿封严固有频率与气弹稳...
为探究篦齿封严气弹失稳机制,理论分析了篦齿封严结构动力学与气弹稳定性判定公式,建立了篦齿封严结构动力特性数值求解模型与气弹稳定性求解模型,并验证该了方法的准确性;研究了篦齿环齿间距、壁厚以及转速对篦齿封严固有频率与气弹稳定性的影响规律,揭示了篦齿封严气弹失稳影响机制。研究表明:齿间距、壁厚对固有频率的影响程度随着节径数的增加而增大,对前三阶固有频率影响不大;转速对于第一阶固有频率影响最大;篦齿封严齿间距的增加会导致固有频率和气弹稳定性的下降;篦齿封严壁厚的增加可引起固有频率的升高,并且可以有效改善气弹稳定性;升高转速会引起篦齿环固有频率较明显的增加,对气弹稳定性影响较小。
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关键词
篦齿封严
动力学特性
气弹稳定性
判定公式
振动
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职称材料
题名
不同压力边界下迷宫密封封严特性对比研究
1
作者
李玉
苏国征
孙丹
任国哲
刘海波
机构
沈阳
航空航天大学航空发动机学院
沈阳
航空航天大学
沈阳市透平机械先进密封技术重点实验室
出处
《润滑与密封》
北大核心
2025年第5期52-59,92,共9页
基金
国家自然科学基金项目(52075346,52375195)
辽宁省教育厅面上项目(LJKZ0179)。
文摘
针对迷宫密封在不同压力边界条件下的封严特性问题,建立迷宫密封封严特性求解模型。在验证模型准确性的基础上,研究等背压不等压差、等压差不等背压和等压比不等背压等压力边界,对迷宫密封泄漏特性、速度分布特性和密封-转子系统稳定性的影响。研究表明:在等背压条件下,随着压差增加,迷宫密封的泄漏量和泄漏系数增加,速度比降低且降幅逐渐减小,平均周向速度降低,密封-转子系统稳定性增强;在等压差条件下,随着背压增加,泄漏量增加,泄漏系数降低,速度比略有上升且沿气流流动方向增幅增加,平均周向速度增加,密封-转子系统稳定性降低;在等压比条件下,随着背压增加,泄漏量增加但泄漏系数基本不变,速度比降低且降幅逐渐减小,最终趋于一致,平均周向速度降低,密封-转子系统稳定性增强。此外,泄漏系数可用于表征迷宫密封的流通能力,以排除背压对出口气流密度及泄漏量的影响。该研究为迷宫密封在不同压力边界下的性能分析提供了理论依据。
关键词
迷宫密封
封严特性
压力边界
密封-转子系统稳定性
泄漏特性
Keywords
labyrinth seal
sealing characteristics
pressure boundaries
seal-rotor system stability
leakage characteristics
分类号
TH136 [机械工程—机械制造及自动化]
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职称材料
题名
密封间隙锥度对轴承腔封严特性影响的数值模拟
2
作者
徐文峰
吴晓敏
任国哲
赵欢
孙丹
韩量宇
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
沈阳市透平机械先进密封技术重点实验室
出处
《航空发动机》
北大核心
2025年第2期124-130,共7页
基金
国家自然科学基金(52375195)
辽宁省教育厅基本科研青年项目(JYTQN2023069)
中国航空发动机集团产学研合作项目(HFZL2021CXY012)资助。
文摘
航空发动机轴承腔密封结构受温差、压差及制造工艺的影响,密封件会产生锥度使密封间隙形式发生改变。为研究密封间隙锥度对轴承腔两相流流场结构及封严性能的影响,建立了不同间隙锥度的数值求解模型,并通过数值方法研究了不同锥度对轴承腔封严性能的影响规律。结果表明:常规轴承腔及封严腔中滑油表现为贴壁流动的特点,封严气体经过密封腔后主要集中在轴承腔内表面。总体上密封间隙锥度f>1方案的封严效果优于f<1方案的,其中在f=1.2时封严效果最佳;在f<1时,锥面形成的离心抑油作用能够抑制密封间隙滑油的泄漏流量,在f增大时封严效果先增强后减弱,在f=0.77时封严效果最佳;在f>1时,锥面形成的渐缩密封间隙诱发射流作用能够显著抑制滑油泄漏,随着f的增大封严效果先增强后减弱,在f=1.2时滑油未发生泄漏,在f>1.2后封严效果减弱。
关键词
密封结构
封严性能
轴承腔两相流
间隙锥度
滑油
泄漏流量
非稳态数值模拟
航空发动机
Keywords
sealing structure
sealing performance
two-phase flow in bearing cavity
gap taper
lubricating oil
leakage flow rate
unsteady numerical simulation
aeroengine
分类号
V263.3 [航空宇航科学与技术—航空宇航制造工程]
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职称材料
题名
圆周石墨密封摩擦磨损特性试验
3
作者
王双
赵欢
张杰一
孙丹
张然
任国哲
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
沈阳市透平机械先进密封技术重点实验室
中国航发
沈阳
发动机研究所
中国航发集团航空发动机动力传输航空科技
重点
实验室
出处
《航空发动机》
北大核心
2025年第5期99-104,共6页
基金
国家自然科学基金(52375195、52075346)
中国航空发动机集团产学研合作项目资助。
文摘
圆周石墨密封装置与摩擦转盘涂层因滑动摩擦产生的摩擦磨损直接影响其封严性能和使用寿命。为了研究圆周石墨密封摩擦磨损特性,开展了基于圆周摩擦方式的摩擦磨损特性试验。搭建了圆周石墨密封摩擦磨损特性试验台,分析了不同结构和不同涂层材料对圆周石墨密封摩擦系数及磨损量的影响,以及圆周石墨密封的温度分布形式。结果表明:随着摩擦时长的增加,圆周石墨密封摩擦系数急剧减小后略有增大并逐渐趋于稳定;随着槽种类和数量的增多,圆周石墨密封的摩擦系数逐渐减小;石墨材料与氧化铬涂层匹配的摩擦副的摩擦系数最小。随着槽种类和数量的增多,圆周石墨密封磨损量逐渐增大。当石墨环由纯石墨材料与浸锑石墨材料制成时,氧化铝跑道涂层石墨环的磨损量相较于氧化铬跑道涂层下磨损量分别平均增加了18.91%与39.28%。纯净石墨材料和浸锑石墨材料与氧化铬涂层匹配时,密封磨损量最小。随着摩擦时长逐渐增加,石墨环整体的温度升高逐渐由内表面向外扩散。从摩擦系数、磨损量2个角度考虑,石墨材料与氧化铬涂层材料匹配性更好。
关键词
圆周石墨密封
摩擦系数
磨损量
涂层材料匹配性
轴承腔
试验研究
航空发动机
Keywords
circumferential carbon seal
friction coefficient
wear amount
matching of coating materials
bearing chamber
experimental investigation
aeroengine
分类号
V263.3 [航空宇航科学与技术—航空宇航制造工程]
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职称材料
题名
基于微分求积法的环瓣式浮环密封动压润滑特性理论研究
被引量：
1
4
作者
谢仙赐
赵欢
王双
孙丹
徐文峰
机构
沈阳
航空航天大学航空发动机学院
出处
《润滑与密封》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第11期35-40,共6页
基金
国家自然科学基金项目(52075346,52375195)。
文摘
以Lagrange多项式为微分求积法(DQ)的基函数,应用局部DQ-Lagrange方法求解环瓣式浮环密封Reynolds方程,建立基于局部微分求积法的环瓣式浮环密封流体动压润滑特性的求解模型,并通过与CFD结果的对比验证微分求积法的准确性。结果发现,局部微分求积法可用较少的节点得到较高的求解精度,建立的基于局部微分求积法的求解模型可准确计算环瓣式浮环密封的动压润滑特性。采用微分求积法计算并分析浅槽结构参数与工况参数对密封气膜压力分布的影响规律,结果表明:浅槽结构可以产生明显的流体动压效应,密封压力峰值随着浅槽深度的增大先增大后减小,随着浅槽宽度的增大而减小,但下降幅度不大;随着密封间隙减小,压力峰值逐渐增大,随着进出口压比的增大,密封压力峰值增大。
关键词
微分求积法
环瓣式浮环密封
REYNOLDS方程
动压润滑特性
动压气膜密封
Keywords
differential quadrature method
segmented floating seal
Reynolds equation
hydrodynamic lubrication performance
dynamic pressure film seal
分类号
TH136 [机械工程—机械制造及自动化]
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职称材料
题名
阻尼环结构参数对篦齿封严气弹稳定性的影响
5
作者
刘海波
李玉
孙丹
任国哲
杨泽敏
机构
沈阳
航空航天大学航空发动机学院
沈阳
航空航天大学
沈阳市透平机械先进密封技术重点实验室
出处
《润滑与密封》
北大核心
2025年第10期50-57,共8页
基金
辽宁省属本科高校基本科研业务费专项资金项目(20240250)
国家自然科学基金项目(52075346,52375195)
辽宁省教育厅面上项目(LJKZ0179)。
文摘
为探究阻尼环结构参数对篦齿封严气弹稳定性的影响,基于能量法与谐响应分析,建立带阻尼环的篦齿封严装置流固耦合数值求解模型。在验证模型准确性的基础上,研究阻尼环截面长度、厚度以及截面形状下的幅频响应、气动阻尼比等结果,进而评估阻尼环减振效果。研究表明:篦齿封严安装阻尼环前在第二节径处出现最大幅值振动,且气动阻尼比为负值,发生气弹失稳;安装阻尼环后第二节径处振动幅值有所降低,气动阻尼比增大,气弹稳定性提高;减振效果随着阻尼环截面长度和厚度的增加而增加,并且当截面长度较大时,圆形截面阻尼环有更好的减振效果;当阻尼环截面长度小于安装槽长度的40%时,圆形截面阻尼环失效,而方形阻尼环有较好的减振效果。
关键词
篦齿封严
阻尼环
气弹失稳
气动阻尼比
幅频响应
Keywords
labyrinth seal
damping ring
aeroelastic stability
aerodynamic damping ratio
amplitude-frequency response
分类号
TH136 [机械工程—机械制造及自动化]
在线阅读
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职称材料
题名
某型燃气轮机篦齿封严泄漏特性分析与结构优化研究
6
作者
卢德正
任国哲
刘润泽
孙丹
王泽铭
唐洪媛
机构
沈阳
航空航天大学航空发动机学院
沈阳市透平机械先进密封技术重点实验室
中国联合重型燃气轮机
技术
有限公司
出处
《润滑与密封》
北大核心
2025年第9期125-134,共10页
基金
辽宁省教育厅面上项目(通航专项)(LJKMZ20220565)。
文摘
针对某型燃气轮机2种典型篦齿封严结构,建立篦齿封严泄漏流动特性数值求解模型,在保证原有篦齿结构总封严长度与封严间隙情况下,以泄漏量为优化目标,采用数值仿真方法对典型篦齿-蜂窝结构与篦齿-交错齿结构进行特性分析及结构优化。对于篦齿-蜂窝结构,通过调整篦齿结构形式、齿尖距与齿倾角等结构参数共提出5种优化结构,分别为直通直齿、直通斜齿、上台阶直齿、下台阶直齿等。研究发现,下台阶直齿封严性能最优,上台阶齿封严性能次之,直通齿封严性能相对最差;最优结构相较原始结构泄漏量降低31.53%。对于篦齿-交错齿结构,通过调整齿倾角与齿尖距等结构参数共提出5种优化结构,分别为斜交错篦齿、交错直篦齿以及齿距分别增大2倍、3倍、4倍与5倍的交错直篦齿。研究发现,在保证封严长度不变的前提下,随着齿间距增大泄漏量呈现先减小后增大的趋势;最优结构相较原始结构泄漏量降低68.20%。
关键词
篦齿封严
泄漏特性
蜂窝结构
交错齿结构
结构优化
Keywords
labyrinth seal
leakage characteristic
honeycomb structure
staggered tooth structure
structural optimization
分类号
TH136 [机械工程—机械制造及自动化]
V233.5 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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职称材料
题名
基于能量法的篦齿封严环气弹稳定性数值研究
被引量：
3
7
作者
苏国征
孙丹
李玉
王志
任国哲
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
沈阳
航空航天大学
沈阳市透平机械先进密封技术重点实验室
出处
《推进技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第5期187-196,共10页
基金
国家自然科学基金(52075346)
辽宁省“兴辽英才计划”资助项目(XLYC2007077)。
文摘
针对航空发动机篦齿封严环气弹稳定性问题,采用基于三维插值及非定常动网格技术的能量法,建立了篦齿封严环气弹稳定性数值求解模型。在验证数值方法准确性的基础上,研究了供气压力、转速和进气畸变对篦齿封严环气弹稳定性的影响,分析了篦齿封严环气动力、气动功分布特性,揭示了进气畸变对篦齿封严环气弹稳定性的影响机理。研究表明:在本文研究中,外篦齿封严环相对于内篦齿封严环更易发生气弹失稳;随供气压力增加,外篦齿封严环气弹稳定性呈现降低趋势,当供气压力为0.55 MPa和0.7 MPa时,外篦齿封严环存在气弹失稳的风险;转速2000 r/min和4000 r/min相对于6000 r/min具有更大的气弹失稳风险。相比于360°圆周进气,90°圆周进气的外篦齿封严环气动力存在相互抵消的耦合作用,所以90°圆周进气的外篦齿封严环具有较高的气弹稳定性。篦齿封严环在发生气弹失稳时,齿腔底部做功占总气动功百分比会显著增加,故在进行结构优化时,可改变齿腔底部的结构参数以对篦齿封严环气弹稳定性进行改善。
关键词
篦齿封严环
气弹稳定性
能量法
进气畸变
气动功
Keywords
Labyrinth seal ring
Aeroelastic stability
Energy method
Intake distortion
Aerodynamic power
分类号
V233.1 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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职称材料
题名
周向进气畸变对篦齿封严环气弹稳定性影响研究
8
作者
苏国征
孙丹
王志
李玉
王文
徐梅鹏
机构
沈阳
航空航天大学
沈阳市透平机械先进密封技术重点实验室
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
中国航空发动机集团有限公司中国航发商用航空发动机有限责任公司
出处
《振动与冲击》
EI
CSCD
北大核心
2024年第7期57-66,共10页
基金
国家自然科学基金(52075346)
辽宁省教育厅面上项目(LJKZ0179)
中国航空发动机集团产学研合作项目(HFZL2021CXY012)。
文摘
针对航空发动机篦齿封严环在周向进气畸变状态下的气弹稳定性问题,采用三维插值和非定常动网格技术,建立了基于能量法的篦齿封严环气弹稳定性求解模型,在验证求解模型准确性的基础上,研究了对称进气与非对称进气、进气畸变程度对篦齿封严环气弹稳定性的影响规律,分析了气动功在齿腔不同区域分布特性,揭示了周向进气畸变对篦齿封严环气弹稳定性影响机理。研究表明,周向进气畸变可改变气动阻尼比,对篦齿封严环气弹稳定性影响较大。非对称进气时,篦齿封严环气弹稳定性随畸变度的增加先降低后增加再降低。对称进气时,篦齿封严环气弹稳定性随畸变度的增加先增加后降低,相对于非对称进气畸变,对称进气方式对气弹稳定状态影响较小。篦齿封严环在发生气弹失稳时,周向进气畸变对气动功影响最大的区域位于首级篦齿迎风区域,是流场周向压力均匀性最差的区域,周向进气畸变的影响随相对距离增加而降低;篦齿封严环所有齿腔底部的总气动功受周向进气畸变影响较大,在进行结构设计时可改变齿腔底部尺寸、形状等,以降低周向进气畸变对篦齿封严环气弹稳定性的影响。
关键词
篦齿封严环
气弹稳定性
周向进气畸变
气动阻尼比
能量法
Keywords
labyrinth seal ring
aeroelastic stability
circumferential intake distortion
aerodynamic damping ratio
energy method
分类号
V215.3 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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职称材料
题名
篦齿封严气弹稳定性影响因素研究
被引量：
1
9
作者
苏国征
孙丹
王志
李玉
王文
徐梅鹏
机构
沈阳
航空航天大学航空发动机学院
沈阳
航空航天大学
沈阳市透平机械先进密封技术重点实验室
中国航发商用航空发动机有限责任公司
出处
《润滑与密封》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第9期63-72,共10页
基金
国家自然科学基金项目(52075346)
受先进航空动力创新工作站(依托中国航空发动机研究院设立)资助(HKC2020-02-030)。
文摘
为探究篦齿封严气弹失稳机制,理论分析了篦齿封严结构动力学与气弹稳定性判定公式,建立了篦齿封严结构动力特性数值求解模型与气弹稳定性求解模型,并验证该了方法的准确性;研究了篦齿环齿间距、壁厚以及转速对篦齿封严固有频率与气弹稳定性的影响规律,揭示了篦齿封严气弹失稳影响机制。研究表明:齿间距、壁厚对固有频率的影响程度随着节径数的增加而增大,对前三阶固有频率影响不大;转速对于第一阶固有频率影响最大;篦齿封严齿间距的增加会导致固有频率和气弹稳定性的下降;篦齿封严壁厚的增加可引起固有频率的升高,并且可以有效改善气弹稳定性;升高转速会引起篦齿环固有频率较明显的增加,对气弹稳定性影响较小。
关键词
篦齿封严
动力学特性
气弹稳定性
判定公式
振动
Keywords
labyrinth seal
dynamic characteristic
aeroelastic stability
decision equation
vibration
分类号
V215.3 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
不同压力边界下迷宫密封封严特性对比研究
李玉
苏国征
孙丹
任国哲
刘海波
《润滑与密封》
北大核心
2025
0
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职称材料
2
密封间隙锥度对轴承腔封严特性影响的数值模拟
徐文峰
吴晓敏
任国哲
赵欢
孙丹
韩量宇
《航空发动机》
北大核心
2025
0
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职称材料
3
圆周石墨密封摩擦磨损特性试验
王双
赵欢
张杰一
孙丹
张然
任国哲
《航空发动机》
北大核心
2025
0
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职称材料
4
基于微分求积法的环瓣式浮环密封动压润滑特性理论研究
谢仙赐
赵欢
王双
孙丹
徐文峰
《润滑与密封》
CAS
CSCD
北大核心
2024
1
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职称材料
5
阻尼环结构参数对篦齿封严气弹稳定性的影响
刘海波
李玉
孙丹
任国哲
杨泽敏
《润滑与密封》
北大核心
2025
0
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职称材料
6
某型燃气轮机篦齿封严泄漏特性分析与结构优化研究
卢德正
任国哲
刘润泽
孙丹
王泽铭
唐洪媛
《润滑与密封》
北大核心
2025
0
在线阅读
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职称材料
7
基于能量法的篦齿封严环气弹稳定性数值研究
苏国征
孙丹
李玉
王志
任国哲
《推进技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
3
在线阅读
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职称材料
8
周向进气畸变对篦齿封严环气弹稳定性影响研究
苏国征
孙丹
王志
李玉
王文
徐梅鹏
《振动与冲击》
EI
CSCD
北大核心
2024
0
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下载PDF
职称材料
9
篦齿封严气弹稳定性影响因素研究
苏国征
孙丹
王志
李玉
王文
徐梅鹏
《润滑与密封》
CAS
CSCD
北大核心
2023
1
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职称材料
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