迷宫密封结构与动力学参数影响因素

马文生，陈照波，焦映厚，丁竹生，R.G.Kirk

(1.哈尔滨工业大学机电工程学院，150001哈尔滨;2.中国航天科技集团公司第一研究院第七O二研究所，100076北京;3.弗吉尼亚理工大学转子动力学实验室，24061美国)

近年来，高速旋转机械向着高转速、大功率、柔性转子方向发展，机械性能不断提高，其中密封工质参数也在不断提高，高参数的应用必然对旋转流体机械的可靠性和稳定性提出了更高的要求.密封中流体激振力在参数达到某一数值以后，随着密封结构的变化，流体激振对整个密封系统影响会逐渐变大，产生强烈振动并导致机组失稳［1］.随着汽轮机负荷、蒸汽等参数的增大会在高压转子产生极大气流力，频频发生气流激振问题，严重影响正常生产.

近些年来，国内外很多学者对密封动力系数进行了理论和试验研究.Texas A＆M University的Childs教授［2］通过实验发现了密封齿安装在静子上比安装在转子上更为稳定.Bently公司的Muszynska［3］提出一种反施流措施，即在迷宫密封腔体内导入一股与原汽流旋转方向相反的汽流，用于抵消腔内螺旋形的流动形态，此方法有一定效果，但成本过高，设计难度也较大.Virginia Tech的R.G Kirk教授［4-6］采用流体动力学软件CFXTASCflow求解泄漏量、密封内压力分布以及流体作用在转子中的密封力，并且分析了齿的结构参数、转子转速等因素对迷宫密封-转子系统内流场和气动力等效动特性系数的影响.上海交通大学的王炜哲［7］采用摄动法和单控制体模型对迷宫密封-转子系统进行动力学……