利用流体动力学计算软件Fluent,应用RNG k-ε模型和SIMPLE算法,研究了迷宫密封内部的三维流场。对比分析了有圆形凹槽和无凹槽两种结构迷宫密封内部的流场情况,并对齿尖的左侧、右侧、双侧进行切角改变齿形结构,研究其泄漏特性。研究结果表明:有圆形凹槽结构的迷宫密封的泄漏量小于不含凹槽结构的泄漏量;对齿尖进行右侧75°切角时能使气体能量快速耗散,有利于减小迷宫密封的泄漏量。

采用有限元法对干气密封端面间流场进行了分析，得到了动环旋转时的气膜、槽区以及坝区流场的压力及速度分布，对计算结果与Whipple螺旋槽窄槽理论计算进行了比较。有限元分析结果表明气膜层受螺旋槽的泵入和离心惯性力的双重作用，槽区气体沿径向存在速度梯度，从而引起能量损失，使密封端面的气膜压力下降，影响气膜刚度及密封组件的泄漏量。