热能动力工程

作者：李昆阳，杜 昆，赵尊盛，刘存良

单位：西北工业大学 动力与能源学院， 陕西 西安 710072,,西北工业大学 动力与能源学院， 陕西 西安 710072,,中国航发湖南动力机械研究所，湖南 株洲 412002,,西北工业大学 动力与能源学院， 陕西 西安 710072,

关键词：轮缘密封;燃气入侵;封严效率;数值模拟;旋流角;湍流强度

基金：国家自然科学基金（52006178，U2241268）；国家科技重大专项（2022DCI002001)

为了探究主流旋流和湍流对转静盘腔燃气入侵规律及机理的影响，在封严冷气量固定的条件下，针对主流旋流角、湍流强度以及二者共同作用对燃气入侵规律的影响开展数值模拟研究。研究结果揭示：当仅存在旋流时，腔内Batchelor流动核心的分布位置和规模直接受主流旋流角的影响，同时，该核心的流动特性引起了封严效率的显著变化；此外，旋流角通过影响封严出口上游的压力分布，进一步影响了下游的燃气入侵程度。当无旋流角、改变主流湍流强度时，在极端湍流强度I=20%的工况下，静盘侧Batchelor核心几乎完全消失，盘腔受到严重燃气入侵。当主流湍流强度I固定为20%，旋流角与其共同作用时，入侵状况相较于无旋流角时有所改善，但旋流角SA=15°的工况封严效率反而略低于SA=30°的工况，这主要是因为封严出口上游压力分布在湍流和旋流耦合作用下呈现出不同的波动特征。

来源：2024年第3期

《热能动力工程》期刊编辑部

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