Эффективность конструктивных решений, направленных на снижение циркуляционных сил в уплотнениях турбомашин

Аннотация

Рассмотрены существующие методы моделирования циркуляционных сил, возникающих в лабиринтных уплотнениях турбомашин, выделены достижения и недостатки существующих подходов. Проведен обзор технической литературы, проведен анализ отечественного опыта вибрационной наладки агрегатов, имевших проблемы с устойчивостью роторов
Показано, что важнейшим факторов, оказывающим влияние на уровень циркуляционных сил в уплотнениях, является закрутка потока на входе. Сделан вывод о том, что уровень этой закрутки примерно равен половине окружной скорости вращения ротора. Рассмотрены существующие конструктивные мероприятия, направленные на снижение закрутки потока на входе в уплотнение и их эффективность. Показано, что существующие исследования охватывают значительный объем вопросов, касающихся проблем снижения лабиринтных сил. Имеющиеся данные о пуско-наладочных работах на агрегатах, имевших проблему с устойчивостью роторов, позволяют говорить о возможности верификации численного моделирования лабиринтных сил с указанными опытными данными.
Выполнены CFD расчеты в ANSYS CFX для уплотнений различной конфигурации. Выполнена верификация относительно верифицированной модели расчета созданной Childs-ом. Сформировался подход к расчету циркуляционных сил, возникающих в лабиринтных уплотнениях турбомашин