基于CFD的迷宫密封流场计算
摘要
迷宫密封作为工业上常见的一种非接触式密封，具有结构简单、对各种工业介质适应性强、使用寿命长等特点。主要应用于离心压缩机、透平膨胀机、汽轮机等机械中。随着叶轮机械向高性能和大容量方向发展，密封气流激振成为威胁机组安全运行的主要因素之一。本文应用CFD软件Fluent对迷宫密封气流激振力以及密封转子动力特性系数进行研究。
建立起迷宫密封三维有限元模型，对边界条件的选取进行分析。针对网格划分，研究了网格数的选取和计算结果的关系。将计算得到的泄漏量与经验公式计算结果比较，结果表明模拟结果和经验公式计算结果比较吻合。
最后，基于前面的研究，研究影响动力特性和泄漏量的因素。
关键词： 迷宫密封 Fluent 气流激振力 动力特性系数
目 录
摘要…………………………………………………………………………………Ⅰ
Abstract……………………………………………………………………………Ⅱ
目录…………………………………………………………………………………Ⅲ
绪论………………………………………………………………………1
1.1迷宫密封简介……………………………………………………………1
1.2迷宫密封研究……………………………………………………………1
1.2.1基础理论……………………………………………………………1
1.2.2数值研究进展………………………………………………………2
1.3课题背景…………………………………………………………………3
1.4为什么选用Flunet…………………………………………………… 4
第二章 GAMBIT建模过程与FLUENT计算设置过程……………………………5
2.1 GAMBIT建模过程……………………………………………………… 5
2.1.1建密封结构三维模型………………………………………………5
2.1.2网格划分……………………………………………………………8
2.1.3边界设置……………………………………………………………11
2.2迷宫密封流场的计算……………………………………………………11
2.2.1使用网格……………………………………………………………11
2.2.2求解器与运算环境…………………………………………………11
2.2.3确定计算模型………………………………………………………12
2.2.4设置边界条件………………………………………………………12
2.2.5设置求解控制参数与迭代…………………………………………12
2.3本章小结…………………………………………………………………13
第三章 计算结果的后处理与分析………………………………………………14
3.1迷宫密封压力流场基本分析……………………………………………14
3.2网格相关性研究…………………………………………………………16
3.2.1泄漏量的校核经验公式选用………………………………………16
3.2.2网格相关性分析……………………………………………………18
3.3气体力和泄漏量的影响因素分析………………………………………24
3.3.1偏心的影响…………………………………………………………24
3.3.2速度的影响…………………………………………………………25
第四章 总结………………………………………………………………………27
致谢…………………………………………………………………………………28
参考文献……………………………………………………………………………29
