一种光滑直通式篦齿密封结构及其优化方法技术

技术编号:46619763 阅读:1 留言:0更新日期:2025-10-14 21:15
本发明专利技术公开了一种光滑直通式篦齿密封结构及其优化方法,旨在解决现有技术中泄漏量预测不准确、适用范围有限等问题,通过构建一个完全基于几何参数和工况参数的泄漏量经验公式,允许通过调整几何参数来优化篦齿密封结构,实现泄漏量的减少。该优化方法主要包括构建二维模型简化分析流程、通过残余能量因子计算携带系数、基于Vermes公式和Micio流量系数计算公式建立泄漏量与结构参数之间的数学模型,以最小化泄漏量为目标并使用寻优算法确定光滑直通式篦齿密封的最优结构参数组合,从而提高设计效率和优化精度。通过这些步骤,本发明专利技术可以准确快速预测泄漏量,在给定设计约束条件下优化结构参数,显著提升了设计效率和优化精度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于航空发动机密封,涉及篦齿密封结构的优化,具体为一种基于泄漏量经验公式的光滑直通式篦齿密封优化方法及由该方法得到的光滑直通式篦齿密封结构,通过构建完全由几何参数和工况参数组成的泄漏量经验关联式,并确定相关参数与几何结构的映射关系,能够通过调节几何参数优化篦齿密封,达到减少泄漏量的目的。


技术介绍

1、篦齿密封作为航空发动机常用的密封结构之一,其性能直接关系到航空发动机的整体效率和可靠性。篦齿密封的泄漏特性是衡量其性能的关键指标之一,关乎航空发动机的性能,对于保持发动机内部的压力平衡和防止能量损失具有重要意义。然而,篦齿密封的泄漏特性是一个复杂的流体动力学问题,涉及多种因素,包括篦齿的几何形状、尺寸、排列、以及工作条件下的压力、温度和流速等。

2、现有技术中,篦齿密封泄漏特性研究主要依赖于热力学理论分析的手段。这种方法虽然在一定程度上能够提供泄漏量的理论估计,但其在实际应用中的准确性受到了诸多因素的限制。首先,热力学理论分析手段对篦齿密封内部流动过程做了许多理想化的假设,如忽略流体的湍流效应、边界层的影响以及篦齿形状的复杂性等,这些假本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种光滑直通式篦齿密封结构的优化方法,其特征在于,所述优化方法在实施时至少包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的光滑直通式篦齿密封结构的优化方法,其特征在于,上述步骤SS1中,进一步包括使用CFD数值模拟来验证光滑直通式篦齿密封结构二维模型的准确性,通过对比三维模型与二维模型在不同工况下的泄漏量计算结果,确保所简化的二维模型能够在广泛的工况范围内保持高度的准确性和可靠性。

3.根据权利要求1所述的光滑直通式篦齿密封结构的优化方法,其特征在于,上述步骤SS2中,所述携带系数K、残余能量因子α基于如下数学表达式进行计算:

4.根据权利要求1所述的光滑...

【技术特征摘要】

1.一种光滑直通式篦齿密封结构的优化方法,其特征在于,所述优化方法在实施时至少包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的光滑直通式篦齿密封结构的优化方法,其特征在于,上述步骤ss1中,进一步包括使用cfd数值模拟来验证光滑直通式篦齿密封结构二维模型的准确性,通过对比三维模型与二维模型在不同工况下的泄漏量计算结果,确保所简化的二维模型能够在广泛的工况范围内保持高度的准确性和可靠性。

3.根据权利要求1所述的光滑直通式篦齿密封结构的优化方法,其特征在于,上述步骤ss2中,所述携带系数k、残余能量因子α基于如下数学表达式进行计算:

4.根据权利要求1所述的光滑直通式篦齿密封结构的优化方法,其特征在于,上述步骤ss3中,基于vermes公式得到的篦齿密封泄漏量与携带系数k以及携带系数k与篦齿结构参数之间的关系式如下:

5.根据权利要求4所述的光滑直通式篦齿密封结构的优化方法,其特征在于,上述步骤ss3中,根据micio流量系数计算公式,得...

【专利技术属性】
技术研发人员:刘浩李国庆李辉李昂卢新根
申请(专利权)人:中国科学院工程热物理研究所
类型:发明
国别省市:

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