袋型阻尼密封的非定常动力学特性研究*

朱 蕾 胡 峰 张 海

（1.中国船舶重工集团公司第704研究所；2.哈尔滨工程大学）

0 引言

燃气轮机作为一种重要的动力装置，其具有质量小、功率大、启动性好等优点，广泛用于巡洋舰、航空飞机、民用船舶等。在燃气轮机中，密封装置是不可或缺的一部分。优秀的密封装置可以提高发动机的工作效率和可靠性。由密封不当引起的工质泄漏是发动机的主要损失之一，如汽轮机泄漏损失约为其总损失的22%[1-2]。因此，提高船用燃气轮机效率的一个有效途径是减小泄漏量，这也是设计透平机械的一个主要目标[3]。密封装置的种类繁多，包括篦齿密封、气膜密封、迷宫密封和阻尼密封等等。本文着重研究阻尼密封中的袋型阻尼密封。

国外对袋型阻尼密封的研究主要集中于美国德克萨斯A&M 大学透平机械实验室。其中Li 等提出了Bulk Flow模型，并计算袋型阻尼密封动力学特性系数，他将预测与试验结果相比较，证明单控制体Bulk Flow模型在该种密封件动力学特性研究中的有效性[4]。Li测量了透平机械的振动，实验表明多腔室的阻尼密封能有效地消除次同步振动，并减弱涡轮机械达到临界速度时的不平衡响应，同时详细介绍了用于计算多腔减振密封件的泄漏和转子动力学特性系数的单控制体积湍流散流模型[5]。Gamal提出了袋型阻尼密封的泄漏和直接刚度系数的数值计算，进行了对早期流量计算模型的修改，采用发散结构的8齿和12齿密封泄漏和静压测量用于密封泄漏系数的计算，还提出了一些有关如何修改密封参数以获得所需的密封刚度变化的见解[6]。……