迷宫密封三维CFD分析：不稳定力与动态特性

"迷宫密封不稳定力三维CFD数值分析方法研究" 本文主要探讨了迷宫密封在旋转机械转子系统中的重要性以及其对轴系稳定性的影响。迷宫密封是一种常见的非接触密封形式，旨在阻止流体泄漏，但在此过程中，泄漏流体与转子的相互作用可能引发轴系的不稳定。转子动特性系数是衡量这种不稳定力的关键参数。 作者刘晓锋和陆颂元通过建立涡动转子-迷宫密封的三维计算流体动力学（CFD）数学模型，利用Fluent软件对迷宫密封的气动力进行了求解。他们选择压缩机入口迷宫密封作为计算实例，以此分析转子表面的气动力，并借助动力学模型预测迷宫密封的动特性系数。通过与TASCflow软件和DYNLAB程序的计算结果对比，表明三维CFD方法在预测漏气量和动特性方面具有更高的精度。 此外，研究还深入探讨了预旋速度、间隙变化以及轴向锥形间隙对迷宫密封稳定性的影响。预旋速度是指进入密封的流体带有旋转的状况，它会影响密封性能和稳定性。间隙变化可能源于制造公差或运行过程中的磨损，而轴向锥形间隙则会影响流体流动路径和密封效果。这些因素的计算分析为理解和改善迷宫密封的动态行为提供了理论依据，有助于预防因汽流激振导致的转子系统不稳定。 论文引用了Scharrer和Childs在1987年的研究，他们在整体流动理论基础上提出了两控制容积模型，虽然在工程应用中广泛使用，但无法准确模拟回流现象，因此在预测动特性时存在不足。相比之下，三维CFD方法能够更全面地考虑流体动力学效应，为研究迷宫密封的复杂流场提供了更精确的工具。 该研究通过三维CFD数值分析揭示了迷宫密封不稳定力的本质，提升了预测和控制密封性能的能力，为旋转机械的设计和优化提供了有价值的理论支持。关键词包括迷宫密封、计算流体动力学、整体流动理论以及转子动特性系数，这些概念构成了理解本文核心内容的关键。