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题名刷衬-篦齿密封泄漏流动特性数值模拟研究
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作者
顾超
马英群
刘翼腾
杨学森
赵巍
赵庆军
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机构
中国科学院工程热物理研究所
中国科学院大学航空宇航学院
中国科学院轻型涡轮动力全国重点实验室
中国科学院分布式冷热电联供系统北京市重点实验室
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出处
《推进技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第7期88-101,共14页
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基金
国家科技重大专项(J2019-Ⅱ-0016-0037,2017-Ⅲ-0010-0036)。
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文摘
为进一步提高空气涡轮火箭发动机(Air-Turbo Rocket Engine,ATR)在高封严压差下的密封性能,同时避免接触式刷式密封摩擦升热问题,建立了刷衬-篦齿密封结构和数值模型,在已有刷束泄漏流动实验数据验证模型准确性的基础上,计算了刷衬-篦齿密封不同结构参数下的流场、压力分布和泄漏流量,分析了刷衬-篦齿密封各主要结构参数对密封性能的影响,结合参数与泄漏流量之间的关系,改进了刷衬-篦齿密封的结构。结果表明,刷衬-篦齿密封泄漏的主要来源为篦齿与刷束之间间隙的“透气效应”,减小篦齿与刷衬之间的间隙、刷丝直径、刷丝自由高度可不同程度地减小泄漏率;而减少齿数、刷束厚度、齿顶宽度、篦齿间距、刷束密度等参数则导致泄漏的增加,其中篦齿与刷衬之间零间隙泄漏率约为间隙0.3 mm时的23%;改进后的刷衬-篦齿密封泄漏率较原刷衬-篦齿密封低8.9%,密封性能得到进一步改善。
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关键词
ATR发动机
刷衬-篦齿密封
流场分析
涡流耗散
密封结构改进
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Keywords
ATR engine
Brush lining-grate tooth seal
Flow field analysis
Eddy current dissipation
Seal structural improvement
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分类号
V233
[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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