航空發(fā)動機篦齒結(jié)構(gòu)流動特性的實驗研究.pdf

1、本文以航空發(fā)動機中直通型和臺階型兩種典型的篦齒結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，設(shè)計和搭建了一套實驗件便于更換且節(jié)流間隙可調(diào)的實驗系統(tǒng)。探究了進出口壓比、節(jié)流間隙、齒腔結(jié)構(gòu)、齒數(shù)及襯套結(jié)構(gòu)等因素對篦齒結(jié)構(gòu)流動特性的影響規(guī)律。獲得了篦齒內(nèi)部沿流動方向的壓力分布，分析了經(jīng)過各個齒腔后壓降的大小。本文還對封嚴篦齒結(jié)構(gòu)的流動過程進行了量綱分析，將篦齒流道看作是等截面流道，將齒尖節(jié)流和齒腔渦流造成的機械能損失等效為沿程阻力造成的機械能損失，獲得了其等效摩阻系數(shù)f=F(

2、Re，Dh/L)和fRe=F(Ma，Dh/L)的表達式。
　　根據(jù)文獻調(diào)研和本文的研究目的，設(shè)計加工了直通型篦齒實驗件20個，臺階型篦齒實驗件28個，不同結(jié)構(gòu)尺寸的襯套（端蓋）8個。實驗中進出口壓比范圍為1.1～3.5，節(jié)流間隙范圍為0.2～0.6mm。
　　對比分析了兩種篦齒結(jié)構(gòu)的流動特性，總結(jié)其共同特點如下:在本文的工況下，泄漏量隨著齒腔深度的增加而增加，隨著齒腔寬度的增加而減小;齒尖厚度對篦齒的密封性能影響很小;增加齒

3、數(shù)能顯著提高篦齒的密封性能。對于直通型篦齒，當齒數(shù)由2增加到5時，泄漏量降低了45％;對于臺階型篦齒，當齒數(shù)由3增加到5時，泄漏量降低了約28％;沿流動方向，齒腔內(nèi)壓力不斷降低，但在各齒腔內(nèi)降低的程度逐漸減小。由于臺階型篦齒消除了透氣效應(yīng)，導(dǎo)致其封嚴性能相較于直通型篦齒提高了40％以上，且對節(jié)流間隙的敏感性低于直通齒。
　　本文通過在襯套上加工凹槽的形式探究了襯套磨損槽對直通型篦齒密封性能的影響，結(jié)果表明襯套磨損槽的存在可使泄漏量