Отправить статью по E-mail Влияние наличия врезания на расходные характеристики лабиринтных уплотнений авиационных двигателей
- Авторы: Матвеев А.А.1, Тисарев А.Ю.1, Фалалеев С.В.1, Миронова К.А.1
-
Учреждения:
- Самарский национальный исследовательский университет имени академика С. П. Королёва
- Выпуск: Том 10, № 1 (2024): 6.05.2024
- Страницы: 7-20
- Раздел: Статьи
- URL: https://bakhtiniada.ru/2409-4579/article/view/312240
- DOI: https://doi.org/10.18287/2409-4579-2024-10-1-7-20
- ID: 312240
Цитировать
Полный текст
Аннотация
Лабиринтные уплотнения в настоящее время являются наиболее распространённым типом герметизаторов в авиационных двигателях. В статье предложен подход для учёта величины их врезания в статорную деталь при определении расхода воздуха. Проведено сравнение результатов расчёта характеристик лабиринтных уплотнений с учётом врезания гребешков уплотнения в статорную деталь с использованием полуэмпирических и численной моделей. Выявлен характер изменения расхода воздуха через уплотнение при изменении геометрических параметров канавок в статорной детали в результате изнашивания срабатываемого покрытия при врезании гребешка лабиринтного уплотнения. Предложены наиболее эффективные полуэмпирические модели для расчёта характеристик таких уплотнений при различных картинах износа и величинах зазора, а также рекомендации по их модернизации для повышения точности расчётов.
Ключевые слова
Об авторах
Андрей Александрович Матвеев
Самарский национальный исследовательский университет имени академика С. П. Королёва
Email: vut.13@mail.ru
инженер
Россия, г. СамараАндрей Юрьевич Тисарев
Самарский национальный исследовательский университет имени академика С. П. Королёва
Email: ay.tisarev@uec-kuznetsov.ru
кандидат технических наук, доцент кафедры конструкции и проектирования двигателей летательных аппаратов
Россия, г. СамараСергей Викторинович Фалалеев
Самарский национальный исследовательский университет имени академика С. П. Королёва
Автор, ответственный за переписку.
Email: falaleev.sv@ssau.ru
доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой конструкции и проектирования двигателей летательных аппаратов
Россия, г. СамараКсения Александровна Миронова
Самарский национальный исследовательский университет имени академика С. П. Королёва
Email: ka.bedenko@uec-kuznetsov.ru
аспирант
Россия, г. СамараСписок литературы
- Основы конструирования, производства и эксплуатации авиационных газотурбинных двигателей и энергетических установок в системе CALS-технологий. Кн.1: Конструкция и прочность ГТД и ЭУ/ Н. Н. Сиротин, А. С. Новиков, А. Г. Пайкин, А. Н. Сиротин. – Москва : Наука, 2011. – 1087 с.
- Tisarev, A. Calculation of Labyrinth Seals in the Secondary Air System of Aircraft Engine / A. Tisarev, S. Falaleev, A. Vinogradov // The Open Mechanical Engineering Journal. – 2014, 8. – С. 482-488.
- Stodola, A. Steam and Gas Turbines (translated by Loewenstein, L. C.) / A. Stodola, P. Smith. – New York, 1945. – vol. 1. – 592p.
- Голубев, А. И. Уплотнения и уплотнительная техника: Справочник / Л. А. Кондаков, А. И. Голубев, В. Б. Овандер, В. В. Гордеев, Б. А. Фурманов, Б. В. Кармугин; под общ. ред. А. И. Голубева, Л. А. Кондакова. – Москва : Машиностроение, 1994. – 448 с.
- Dogu, Y. Labyrinth seal leakage degradation due to various types of wear [Text] / Y. Dogu, M. C. Sertçakan, K. Gezer, M. Kocagül, E. Arican, M. S. Ozmusul // Proceedings of the ASME Turbo Expo 2016: Turbomachinery Technical Conference and Exposition. Volume 5A: Heat Transfer. Seoul, South Korea. – June 13-17, 2016. – GT2016-57944, V05AT15A033.
- Gamal, A. J. M. Labyrinth seal leakage tests: tooth profile, tooth thickness, and eccentricity effects / A. J. M. Gamal, J. M. Vance // Journal of Engineering for Gas Turbines and Power. – 2008. – vol. 130, no. 1, article 012510.
- Rhode, D. L. Measurement and visualization of leakage effects of rounded teeth tips and rub-grooves on stepped labyrinths [Text] / D. L. Rhode, B. F. Allen // Proceedings of the ASME 1999 International Gas Turbine and Aeroengine Congress and Exhibition. Volume 3: Heat Transfer; Electric Power; Industrial and Cogeneration. – June 7–10, 1999. ¬ – 99-GT-377, V003T01A092.
- Szymanski, A. Evaluation of leakage through labyrinth seals with analytical models [Text] / A. Szymanski, S. Dykas // Task quarterly. – 2019. – vol. 23, №1. – pp. 61-73.
- Martin, H. M. Labyrinth Packings / H. M. Martin // Engineering. – 1908. – vol. 85. – pp. 35-36.
- Hodkinson, B. Estimation of the Leakage through a Labyrinth Gland / B. Hodkinson // Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers. – 1939. – vol.141. – pp. 283-288.
- Egli, A. The Leakage of Steam through Labyrinth Seals / A. Egli // Transactions of the ASME – 1935. - pp. 115-122.
- Zimmerman, H. Performance of Worn Labyrinth Seals [Text] / H. Zimmerman, A. Kammerer, K. H. Wolff // Proceedings of the ASME 1994 International Gas Turbine and Aeroengine Congress and Exposition. Volume 1: Turbomachinery. – June 13–16, 1994. – 94-GT-131, V001T01A042.
- Zimmerman, H. Air System Correlations Part 1: Labyrinth Seals[Text] / H. Zimmerman, K. H. Wolff // Proceedings of the ASME 1998 International Gas Turbine and Aeroengine Congress and Exhibition. Volume 4: Heat Transfer; Electric Power; Industrial and Cogeneration. – June 2–5, 1998. – 98-GT-206, V004T09A048.
- РТМ 108.020.33-86. Уплотнения лабиринтные стационарных паровых и газовых турбин и компрессоров [текст] : издание официальное : утверждён указанием Министерства энергетического машиностроения от 17.12.86 № СЧ-002/9407 : взамен РТМ 24.020.33—75 : введён как рекомендуемый : дата введения 87-07-01/ разработан и внесён НПО ЦКТИ. – 1988. – 73 с.
- Капинос, В. М. Тепловые процессы в высокотемпературных аппаратах и конструкциях. Метод и программа расчета систем охлаждения: отчет о научно-исследовательской работе / В. М. Капинос, А. Ф. Слитенко. – Харьков : ХПИ им В.И. Ленина, 1983. – 75 с.
- Vakili, A. D. An Experimental and Numerical Study of Labyrinth Seal Flow / A. D. Vakili, A. J. Meganathan, M. Michaud, S. Radhakrishnan // Proceedings of the ASME Turbo Expo 2005: Power for Land, Sea, and Air. Volume 3: Turbo Expo 2005, Parts A and B. – June 6–9, 2005. – GT2005-68224. – pp. 1121-1128.
- Soemarwoto, B. I. Performance Evaluation of Gas Turbine Labyrinth Seals Using Computational Fluid Dynamics / B. I. Soemarwoto, J. C. Kok, K. M. J. de Cock, A. B. Kloosterman, G. A. Kool, J. F. A. Versluis // Proceedings of the ASME Turbo Expo 2007: Power for Land, Sea, and Air. Volume 4: Turbo Expo 2007, Parts A and B. – May 14–17, 2007. – GT2007-27905. – pp. 1207-1217
Дополнительные файлы
