迷宮密封流場的計算

機械設(shè)計制造及其自動化論文，論文編號:JX1210  論文字數(shù):16039.頁數(shù):45

摘    要
 迷宮密封是一種非接觸式動密封，它具有無固相摩擦、不需潤滑、能耗少等特點，在渦輪機械中廣泛應(yīng)用。但迷宮密封的使用往往會使高速旋轉(zhuǎn)機械產(chǎn)生氣流激振問題，出現(xiàn)動噪聲大、磨損等問題，嚴重時甚至?xí)�使整個機組失效。因此通過迷宮密封腔內(nèi)流場和壓力場的數(shù)值計算，分析探討迷宮密封失穩(wěn)機理及其各種影響因素，是很有意義的，也有著良好的工程應(yīng)用前景。
 流體在迷宮密封內(nèi)的流動過程，遵循流體流動的所有控制方程。本文以平滑迷宮密封為研究對象，應(yīng)用FLUENT軟件對迷宮密封腔內(nèi)可壓縮氣體流場進行模擬和分析。所以主要應(yīng)完成以下工作：
 建立迷宮密封內(nèi)流場分析的有限元模型，劃分網(wǎng)格與設(shè)置邊界條件；應(yīng)用FLUENT軟件分別對壓比、密封齒頂間隙等因素的影響進行了分析計算。

關(guān)鍵詞：迷宮密封 FLUENT 有限元模型 泄漏量

Abstract
 Labyrinth seal is a kind of untouched dynamical seal which is commonly used in turbo-machinery to reduce the leakage loss. It is a well known problem that seals induce fluid forces on the rotor which can excite rotor vibrations and thereby destabilize the machine. So it is vital important to simulate the gas flow and pressure distribution inside labyrinth seal in order to deeply study the destabilization mechanism and the influence factors.
 The flow inside labyrinth seal obeys all the conservation equations of fluid flow for mass, momentum and energy. So the commercial CFD software Fluent was used to simulate and analysis the compressible gas flow inside the seal for the see-through labyrinth seal. So the total works in this paper are as follows:
 The finite element model for the flow inside labyrinth seal was established, division grid and establishes the boundary condition; mass flow rate under the condition of various different pressure ratio and tooth clearance was calculated by Fluent.

Keywords: Labyrinth seal   FLUENT   Finite element model   Leakage

目    錄
摘    要 I
Abstract II
目    錄 III
第一章 緒論 1
1.1 本文研究的目的和意義 1
1.2 迷宮密封轉(zhuǎn)子系統(tǒng)研究現(xiàn)狀 2
1.2.1 迷宮密封工作機理 2
1.2.2 迷宮密封流體激振機理 2
1.2.3迷宮密封激振力模型 3
1.2.4 迷宮密封泄漏量的估算 4
1.2.5 迷宮密封流場的研究現(xiàn)狀 4
1.2.6迷宮密封試驗研究 5
1.3 FLUENT軟件簡介 5
1.3.1 計算流體力學(xué)與FLUENT概括 5
1.3.2為什么選用FLUENT 8
1.4論文研究的主要內(nèi)容 9
第二章 迷宮密封有限元模型的建立與應(yīng)用FLUNET軟件設(shè)置 10
2.1 有限元模型的建立 10
2.1.1 建模 10
2.1.2 劃分網(wǎng)格 18
2.1.3設(shè)置參數(shù) 22
2.2 FLUNET的計算前設(shè)置 24
第三章 迷宮密封氣體流場分析 31
3.1 迷宮密封殘差圖的分析 31
3.2 軸向截面速度壓力分析 32
3.3 軸向壓力分析 34
3.4 作用在轉(zhuǎn)子上的氣體力的分析 35
3.5 泄漏量的分析 37
3.6 本章小結(jié) 38
第四章 總結(jié)與展望 39
4.1 總結(jié) 39
4.2 展望 39
參考文獻 40
致     謝 41