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基于CFD和FEM方法的刷式密封传热特性研究
  • ISSN号:0253-231X
  • 期刊名称:《工程热物理学报》
  • 时间:0
  • 分类:TK474.7[动力工程及工程热物理—动力机械及工程]
  • 作者机构:[1]西安交通大学叶轮机械研究所,陕西西安710049
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(No.50976083)
中文摘要:

采用计算流体动力学与有限元分析相结合的方法,数值研究了压差和干涉量对刷式密封传热特性的影响规律。刷式密封的温度分布是通过求解基于Non-Darcian多孔介质模型的 Reynolds-Avergaed Navier-Stokes(RANS)方程获得。刷丝与转轴的摩擦热量是通过摩擦系数、法向接触力和接触速度计算得到。刷丝与转轴接触力是通过对刷式密封非线性接触模型进行有限元分析计算获得。研究结果表明,在干涉量一定时,刷丝与转轴法向接触力随压差增大呈线性增加,刷丝的最高温度随压差增大而显著升高,但最高温度的上升趋势随压差增大而减缓;在压差一定时,刷丝与转轴法向接触力随着干涉量增大而略微增大,最高温度随干涉量增加而小幅上升。

英文摘要:

The effects of pressure differential and interference on heat transfer characteristics of brush seals were numerically investigated using combined the Computational Fluid Dynamics(CFD) and Finite Element Analysis(FEA) methods. The temperature distributions of brush seals were predicted using Reynolds-Avergaed Navier-Stokes(RANS) solutions employed a non-Darcian porous medium approach. The bristle-rotor frictional heat generation was calculated from the product of friction coefficient, normal contact force and sliding velocity. The bristle-rotor contact force was obtained from a nonlinear contact model of brush seal using FEA method. The numerical results show that the bristle-rotor normal contact force increases linearly as pressure differential across the seal increases. The maximum temperature increases with increasing pressure differential, however, the maximum temperature increases less rapidly with increasing pressure differential. The bristle-rotor normal contact force increases slightly with increasing interference. The maximum temperature also has a slight increase with increasing interference.

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期刊信息
  • 《工程热物理学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国工程热物理学会 中国科学院工程热物理研究所
  • 主编:徐建中
  • 地址:北京2706信箱
  • 邮编:100080
  • 邮箱:xb@mail.etp.ac.cn
  • 电话:010-62584937
  • 国际标准刊号:ISSN:0253-231X
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2091/O4
  • 邮发代号:2-185
  • 获奖情况:
  • 中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:21026