高温动压涨圈密封结构参数多目标优化分析

简介

针对航空发动机涨圈密封在高温工况下磨损严重的特性,提出一种动环端面开设螺旋槽的动压涨圈密封。综合考虑切口对主密封端面流动的相互影响,建立流固热耦合数值分析模型,分析动压涨圈密封的密封性能,采用响应面法对静环结构参数进行多目标优化分析,试验验证模型的准确性。研究结果表明:动压涨圈的密封性能主要受切口间隙影响,而减磨性能主要受轴向厚度和径向宽度影响;切口间隙的增大将导致密封性能和减磨性能的下降,但轴向厚度和径向宽度的增加可有效减弱切口间隙的不利影响。优化参数组合为切口间隙0.2 mm、轴向厚度13 mm、径向宽度6.5 mm,优化后泄漏率降低26.73%,密封性能、减磨性能得到明显提升。