基于圆周密封工况分析,建立了流场、温度场及结构场的多物理场耦合三维求解模型.通过热流固耦合方法计算结果分别与理论模型和试验结果对比,验证了模型正确性.分析了圆周密封流场、温度场和结构场特性,及耦合场应力和变形分布规律,得到了关键工况参数对圆周密封性能作用规律.结果 表明:流场压力沿z轴负向降低,压力降梯度与密封带宽度负相关;封严气体出现不规则涡旋运动,流速沿径向降低.温度场分布较均匀,最高温度位于搭接头处.结构场分析发现最大变形和最大应力位于凸搭接头处.热流固耦合下密封环最大变形量比流固耦合下增大161％,比热结构耦合下减小0.9％,温度场对变形显著影响.最大应力移至密封带与搭接头过渡处,比流固耦合下增大83％,比热结构耦合下增大23 ％,流场与温度场对密封环应力影响较大.温差变化对变形量起主要作用.压差变化对最大应力起主要作用,对泄漏量具有决定性作用.
圆周密封 热流固耦合 流场特性 密封环变形 等效应力 泄漏量