Page 151 - 《摩擦学学报》2021年第5期

740 摩 擦 学 学 报 第 41 卷

a b/2
Inlet Outlet W 1

B B h
A A
Rotation direction H
W 2
C r
L c
(a) Hybrid labyrinth-honeycomb seal

Inlet Outlet W 1

Rotation direction H

W 2
C r
L c
(b) Traditional labyrinth seal

Fig. 2 Three-dimensional models and geometric dimensions for the two types of annular seals
图 2 两种密封三维模型与局部尺寸示意图

表 1 密封几何尺寸 表 2 网格无关性验证
Table 1 Seal dimensions Table 2 Grid independent verification

Hybrid labyrinth- Traditional labyrinth Number of grids/10 4
Parameters Leakage flow rate/(kg/s) Relative deviation
honeycomb seal seal 320 0.019 368 2 1.29
Rotor diameter, D/mm 60 60 520 0.019 184 2 0.33
Tooth number, N 10 10 700(Reference) 0.019 120 8 -
Length, L/mm 35.7 35.7
Cavity depth, H/mm 3.3 3.3
Radial clearance, C r /mm 0.2 0.2
Tooth width, W 1 , W 2 /mm 1.5, 0.25 1.5, 0.25
Tooth pitch, L c /mm 3.8 3.8
Honeycomb cavity dept,
1.8 -
h/mm
Honeycomb width, a/mm 2 -
Honeycomb thickness,
0.3 -
b/mm

宫密封在阻塞、非阻塞出口状态以及不同偏心率(ε=
Fig. 3 Calculating grid distribution
10%, 30%, 50%, 70%, 90%)下的流动特性.
图 3 计算网格分布
建立迷宫-蜂窝混合型密封和传统迷宫密封三维
计算模型，加密密封间隙及周向网格. 以同心状态、阻
与边界条件.
塞工况为例对模型网格进行无关性验证. 表2列出了
网格无关性验证的结果，综合考虑计算精度及资源， 2 结果与分析
最终网格数量确定为520万. 图3给出了混合型密封的
2.1 非阻塞/阻塞状态下密封泄漏特性
计算网格分布.
对迷宫-蜂窝混合型密封及传统迷宫密封流动特 迷宫-蜂窝混合型密封是结合蜂窝密封特点，并
性进行计算分析. 采用无滑移壁面、绝热固壁，进口设 对传统迷宫密封的改进. 为直观对比两种密封泄漏特
置总温、总压，出口为平均静压，表3列出了计算工况 性，定义相同偏心工况下混合型密封相对传统迷宫密