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迷宫密封传热特性的数值研究
  • ISSN号:0253-987X
  • 期刊名称:西安交通大学学报
  • 时间:2012.8
  • 页码:1-5
  • 分类:TK262[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,西安710049
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(51106122);中央高校基本科研业务费专项基金资助项目.
  • 相关项目:透平机械阻尼密封内非定常泄漏流动特性和气流激振机理的研究
中文摘要:

采用包含固体域和流体域的耦合传热数值求解方法,研究了典型燃气轮机用迷宫密封内的传热特性,并与实验值进行了对比。通过计算得到了两种间隙下 13 齿迷宫密封转子面和静子面附近的 Nu 分布,计算值与实验值吻合良好。研究结果表明:在所考核的涡黏湍流模型中,由 k-ω 和 SST 湍流模型计算得到的Nu 值与实验值吻合良好,标准 k-ε 湍流模型和 k-ε RNG 湍流模型计算得到的 Nu 值比实验值高约 70%;对于直通型光滑面迷宫密封,在静子面上,第一齿前区域的 Nu 沿轴向逐渐增大,在其后的区域内 Nu 以某一定值上下波动;在转子面上,腔室区域 Nu 沿轴向逐渐增大,齿尖区域 Nu 有较大突跳。Re 对迷宫密封静子面上平均 Nu 的影响程度大于转子面;随 Re 增大,静子和转子固体域内的温度梯度逐渐增大,但 Nu 分布曲线的形状却基本不变。

英文摘要:

By using the conjugated heat transfer computational method,heat transfer characteristics in the straight through the labyrinth seal used in a typical gas turbine were numerically investigated and the predictions were compared with the experimental data.At two different sealing clearances,the Nu distributions on the rotor and stator surfaces were computed for the smooth labyrinth seal with 13 fins.The calculated Nu distributions agree well with the experimental data in a range of Re numbers.The results show that the turbulence model has a significant effect on the heat transfer computations.Among the selected eddy viscosity turbulence models,the k-ω and SST models show superior accuracy to the k-ε and k-ε RNG models which over-predict Nu by about 70%.On the labyrinth seal stator,Nu increases in the axial direction before the first clearance while it fluctuates with a certain value after the first clearance.On the rotor surface,Nu increases in the axial direction in the chamber region and jumps sharply in the clearance region.The temperature gradients in the solid domains of the stator and rotor increase with an increase in Re,but the distribution profiles of Nu in the axial direction are nearly similar for each Re.

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期刊信息
  • 《西安交通大学学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中华人共和国教育部
  • 主办单位:西安交通大学
  • 主编:陶文铨
  • 地址:西安市咸宁西路28号
  • 邮编:710049
  • 邮箱:xuebao@mail.xjtu.edu.cn
  • 电话:029-82668337 82667978
  • 国际标准刊号:ISSN:0253-987X
  • 国内统一刊号:ISSN:61-1069/T
  • 邮发代号:52-53
  • 获奖情况:
  • 美国《工程索引》(EI光盘版)定期收录的中文期刊,《中文核心期刊目录总览》综合类核心期刊,科技部《科技论文统计与分析》统计源,《中国科学引文数据库》刊源,获全国高校优秀科技期刊一等奖,“百种中国杰出学术期刊”称号,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),美国数学评论(网络版),德国数学文摘,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,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:27275