Применение щёточных уплотнений в конструкциях современных турбомашин

Двигатели и энергетические установки летательных аппаратов


Авторы

Пугачев А. О. *, Равикович Ю. А. **

Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет), Волоколамское шоссе, 4, Москва, A-80, ГСП-3, 125993, Россия

*e-mail: pugachev@tum.de
**e-mail: yurav@mai.ru

Аннотация

Приводится анализ использования технологии щёточных уплотнений в современных турбомашинах. Описаны конструкции щёточных уплотнений, а также рассмотрены основные преимущества и недостатки таких уплотнений. Отдельно выделены вопросы динамических характеристик щёточных уплотнений.

Ключевые слова

щёточное уплотнение, расход, динамические характеристики, турбомашиностроение

Библиографический список

  1. Advanced seals for industrial turbine applications: Dynamic seal development / M.F. Aksit [et al.] // Journal of Propulsion and Power. 2002. Vol. 18. Pp. 1260-1266.
  2. Arora G.K., Proctor M.P. JTAGG II brush seal test results // Proceedings of the 33rd Joint Propulsion Conference & Exhibit. 1997. NASA TM 107448.
  3. Berard G., Short J. Influence of design features on brush seal performance // Proceedings of the 35th AIAA/ ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference and Exhibit. 1999. Paper AIAA 99-2685.
  4. Braun M. J., Hendricks R.C., Canacci V. Flow visualization in a simulated brush seal // Proceedings of the ASME Gas Turbine and Aeroengine Congress and Exposition. 1990. Paper 90-GT-217.
  5. Bristle angle effects on brush seal contact pressure / P. Crudgington [et al.] // Proceedings of the 45th AIAA/ ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference & Exhibit. 2009. Paper AIAA 2009-5168.
  6. Chupp R.E. and Dowler C.A. Performance characteristics of brush seals for limited-life gas turbine engines // ASME J. Eng. Gas Turbines Power. 1993. Vol. 115. Pp. 390-396.
  7. Conner K.J., Childs D.W. Rotordynamic coefficient test results for a four-stage brush seal // Journal of Propulsion and Power. 1993. Vol. 9 (3). Pp. 462-465.
  8. Deckner M. Eigenschaften kombinierter Labyrinth-Burstendichtungen fur Turbomaschinen. Doctoral thesis. Technische Universitat Munchen, Germany, 2010.
  9. Demiroglu M., Gursoy M., Tichy J.A. An investigation of tip force characteristics of brush seals // Proceedings of ASME Turbo Expo. 2007. Paper GT2007-28042.
  10. Demiroglu M., Tichy J.A. An investigation of heat generation characteristics of brush seals // Proceedings of ASME Turbo Expo. 2007. Paper GT2007-28043.
  11. Design features and performance details of brush seals for turbine applications / M. Neef [et al.] // Proceedings of ASME Turbo Expo. 2006. Paper GT2006-90404.
  12. Detailed experimental studies of flow in large scale brush seal model and a comparison with CFD predictions / L.H. Chen [et al.] // ASME J. Eng. Gas Turbines Power. 2000. Vol. 122. Pp. 672-679.
  13. Ferguson J.G. Brushes as high performance gas turbine seals // Proceedings of the ASME Gas Turbine and Aeroengine Congress and Exposition. 1988. Paper 88-GT-182.
  14. Franceschini G., Jones T.V., Gillespie D.R.H. Improved understanding of blow-down in filament seals // Proceedings of ASME Turbo Expo. 2008. Paper GT2008-51197.
  15. Helm P., Pugachev A.O., Neef M. Breaking the swirl with brush seals numerical modeling and experimental evidence // Proceedings of ASME Turbo Expo. 2008. Paper GT2008-50257.
  16. Hysteresis and bristle stiffening effects in brush seals / P. Basu [et al.] // Journal of Propulsion and Power. 1994. Vol. 10(4). Pp. 569-575.
  17. Improved steam turbine leakage control with a brush seal design / R.M. Pastrana [et al.] // Proceedings of the 30th Turbomachinery Symposium. 2001. Pp. 33-38.
  18. Multiple row brush seal testing for steam turbine applications with high temperature and high pressure conditions and long service intervals / T. Osterhage [etal.] // Proceedings of the 6th European Conference on Turbomachinery. 2005. Pp. 096 05/57.
  19. Pfefferle D., Dullenkopf K., Bauer H.-J. Design and validation of a new test rig for brush seal testing under engine relevant conditions // Proceedings of ASME Turbo Expo. 2011. Paper GT2011-45107.
  20. Relative comparison between baseline labyrinth and dual-brush compressor discharge seals in a T-700 engine test / Hendricks R.C. [et al.] // Proceedings of the 39th International Gas Turbine and Aeroengine Congress and Exposition. 1994. NASA TM 106360.
  21. Ruggiero E.J., Allen J., Lusted M. Experimental testing techniques for Kevlar fiber brush seals // Proceedings of ASME Turbo Expo. 2009. Pp. GT2009-60172.
  22. Ruggiero E.J. Experimental results from a sensor brush seal // Proceedings of the 46th AIAA/ASME/SAE/ ASEE Joint Propulsion Conference & Exhibit. 2010. Paper AIAA2010-6830.
  23. Ruggiero E.J. Influence of friction on the blow-down behavior of an aramid fiber brush seal // Proceedings of ASME Turbo Expo. 2012. Paper GT2012-69329.
  24. Schwarz H., Kosyna G., Flegler J. Experimentelle Untersuchungen zur radialen Adaptivitat von Burstendichtungen fur Dampfturbinen // Proceedings of VGB Conference on Steam Turbines and Operation of Steam Turbines. 2010. Paper V11.
  25. Schwarz H., Friedrichs J., Flegler J. Design parameters of brush seals and their impact on seal performance // Proceedings of ASME Turbo Expo. 2012. Paper GT2012-68956.
  26. Stango R.J., Zhao H., Shia C.Y. Analysis of contact mechanics for rotor bristle interference of brush seal / / ASME J. Tribology. 2003. Vol. 125. Pp. 414-421.
  27. Stiffness measurement for pressure-loaded brush seals / R.A. Bidkar [et al.] // Proceedings of ASME Turbo Expo. 2011. Paper GT2011-45399.
  28. Transient temperature measurements in the contact zone between brush seals of Kevlar and metallic type for bearing chamber sealing using a pyrometric technique / M. Flouros [et al.] // Proceedings of ASME Turbo Expo. 2012. Paper GT2012-68354.
  29. Zorn P. Untersuchung von Burstendichtungen fur die Anwendung in Dampfturbinen. Doctoral thesis. Technische Universitat Munchen, Germany, 2012.
  30. Белоусов А.И., Зрелов В.А., Попов А.И. Конструкция и технология щеточных уплотнений // Уплотнения и вибрационная надежность центробежных машин: Труды VI научно-техн. конф. Сумы: СФ ХПИ, 1991.
  31. Горелов Г.М., Резник В.Е., Цибизов В.И. Экспериментальное исследование расходных характеристик щеточного уплотнения и сравнение с лабиринтным уплотнением // Известия вузов. Авиационная техника. 1988. Т. 31 (4). С. 43-46.
  32. Крюков А.И. Некоторые вопросы проектирования ГТД. М.: Изд-во МАИ, 1993. 336 с.
  33. Рублевский Ю.В., Доценко В.Н. Опыт применения щёточных уплотнений для улучшения параметров авиационных ГТД и стационарных энергоустановок // Вiсник Нацiонального технiчного унiверситету «Харкiвський полiтехнiчний iнститут». Енергетичнiта теплотехнiчнi процеси й устаткування. 2012. № 8. С. 45-49.
  34. Сравнительный анализ щёточного и лабиринтного уплотнений / Г.И. Пейчев и др. // Вiсник двигуно-будування. 2009. № 1. С. 66-70.
  35. Фалалеев С.В., Зрелов, В.В. Математическая модель щеточного уплотнения // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2009. Т. 11. № 3. С. 192-196.

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 1994-2020