基于蜂窝磨损槽实测数据的发动机工作状态封严间隙变化规律分析

开展了工作状态篦齿蜂窝相对运动规律和封严间隙变化规律的研究,对封严间隙设计和结构优化具有重要的工程意义和指导作用。本文基于某型航空发动机高压压气机出口篦齿蜂窝封严位置蜂窝磨损槽实测数据,对实际运行过程中篦齿和蜂窝的径向、轴向、周向的相对位置关系进行了分析,获得了工作状态封严间隙变化规律。工作状态篦齿与蜂窝碰磨时,轴向及周向均存在偏磨现象,封严间隙沿气流方向越来越大、顺航向左上方大/右下方小,且随着试车时数的增加,封严间隙前后差值呈现先减小后增大的趋势。工作状态封严间隙在600h试车时数后趋于稳定,蜂窝磨损槽深度最深约0.7mm,宽度最宽约4mm。

带浮升力垫片的指式封严泄漏特性数值分析

对带浮升力垫片的指式封严的泄漏特性和浮升力进行了数值模拟,计算中将封严片组处理为多孔介质,将浮升力垫片与转子跑道之间的间隙固定于某一数值,暂没考虑流动和固体变形的耦合过程。结果表明:封严间隙是影响泄漏的首要因素;增加高压封严片层数对泄漏量有一定影响;单纯的转子线速度变化对泄漏量几乎无影响;封严间隙一定时,压差越大,浮升力垫片所受浮升力越大;压差一定时,封严间隙越小,浮升力垫片所受浮升力越大;浮升力垫片所受浮升力随转子线速度的增大而减小。

燃气涡轮发动机典型篦齿封严特性实验研究

篦齿封严特性对燃气涡轮发动机工作效率和功耗具有重要的影响。以典型直通斜齿型篦齿结构为研究对象,采用实验测量方法,揭示在不同转速和压比下篦齿封严间隙对泄漏量、温升和旋流特性影响规律,并定量评估转速、压比和间隙对封严特性的影响程度。结果表明,在实验工况范围内,篦齿泄漏量为0.0358kg/s~0.2010kg/s,篦齿封严温升为2.8K~21.2K,篦齿腔室出口旋流比为0.23~0.42。篦齿间隙和压比对篦齿泄漏量影响具有重要的敏感性,篦齿系统压比、间隙和转速对篦齿温升特性影响的敏感性程度依次递增,转速对篦齿腔内旋流特性影响的敏感性程度最大。研究结果为篦齿封严设计提供工程参考。

某发动机滑油消耗量大故障影响因素分析

某发动机批生产中多次出现滑油消耗量大故障,其故障率较高,严重影响了发动机正常生产与交付。为了解决这一问题,对该机滑油系统结构原理特点进行了分析,找出影响滑油消耗量的主要因素,并通过对滑油系统(供、回油系统、空气密封系统)各参数的大量统计分析、计算、试验研究,找出其对滑油消耗量的影响及相互关系,制定出滑油消耗量大故障排故措施,并在生产中应用,取得了良好效果。

温度对浮环密封泄漏特性的影响

为揭示不同温度工况下浮环密封封严间隙的变化过程,采用有限单元法和CFD进行了数值计算,并结合试验研究,获得了不同封严气体温度下浮环密封的封严间隙。数值计算得到的泄漏量与试验结果的最大偏差为13.1%,最小偏差为-5.05%,偏差的标准差≤7.23%。数值计算结果与试验结果一致。揭示了不同封严气体温度下封严间隙的变化过程,获得了不同封严气体温度下有效的浮环密封泄漏特性的计算方法 (流程)。

低前挡板型小尺寸刷式封严泄漏特性的试验

对间隙、过渡、过盈3种配合状态的低前挡板型小尺寸刷式封严的转子轴心轨迹和泄漏特性进行了实验研究.转子的轴心位移采用电涡流传感器进行测量,其测量结果表明:压差小于0.4MPa时,转子轴心位移随压差的增大略有减小;当压差达到0.4MPa后,其轴心位移范围不再随压差而变化;在不考虑磨损的情况下轴心位移对不同配合状态的封严泄漏特性基本没有影响.由此确保了封严试验台的安全性和有效性.在此基础上,试验研究了转子转速、上下游压差以及封严间隙对泄漏特性的影响.结果表明:泄漏系数随转速增加略有减小;间隙配合下有明显的滞后,过盈配合下滞后不明显;磨损对泄漏的影响在过盈配合下比较显著;间隙配合下压差在0.1~0.2MPa泄漏系数随压差的升高而增大,压差为0.3MPa时泄漏系数降低,0.3MPa以后泄漏系数变化趋于稳定;过盈配合下泄漏系数随压差的升高总体呈增大趋势,压差在0.3~0.5MPa时增大的趋势较小,泄漏系数较为稳定.

指尖封严的转子轴心轨迹与泄漏特性的试验

对间隙、过渡、过盈3种配合状态的指尖封严组件的转子轴心轨迹和泄漏特性进行了试验.转子的轴心轨迹采用电涡流传感器进行测量,其测量结果表明:转速越大,转子轴心的偏移越小;在不考虑磨损的情况下轴心偏移对配合状态基本没有影响.由此确保了封严试验台的安全性和有效性.在此基础上,试验研究了转子转速、上下游压差以及封严间隙对泄漏特性的影响.结果表明:泄漏系数随转速增加略有减小;过渡和间隙配合时,在压差小于0.3MPa时泄漏系数随压差增加而增大,压差达到0.3MPa后,泄漏系数趋于平缓;过盈配合时压差对泄漏系数没有明显的影响;泄漏系数随封严间隙的减小而减小,随过盈量的增大而减小.