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内容简介

　　《热力透平密封技术/先进燃气轮机设计制造基础专著系列》针对目前燃气轮机、航空发动机和汽轮机等热力透平机械动静间隙的密封技术流热固耦合机理和数值模拟与实验测量的热点以及未来发展高性能密封技术的需求，介绍了非接触式典型迷宫密封技术、蜂窝／孔型阻尼密封技术、袋型阻尼密封技术和接触式刷式密封技术的泄漏特性、传热性能和气流激振转子动力特性的数学模型与数值方法、试验测量技术和理论分析结论。相关研究为解决热力透平机械动静间隙密封技术的性能分析和研发低泄漏和高阻尼密封结构提供了新的技术路线和设计思路，具有重要的学术研究意义和_亡程应用价值。
　　《热力透平密封技术/先进燃气轮机设计制造基础专著系列》主要为从事热力透平机械动静间隙密封技术研发设计和性能分析研究的高等院校科研人员和行业工程技术人员提供新方法和新技术参考。

内页插图

目录

第1章 绪论
1．1 引言
1．2 透平机械密封技术
1．2．1 透平机械静密封
1．2．2 透平机械常见旋转动密封
1．2．3 其它新型旋转动密封
1．3 密封的安装位置和作用
1．4 研究目标与主要内容
参考文献

第2章 透平机械迷宫密封技术
2．1 引言
2．2 迷宫密封泄漏特性
2．2．1 热力学分析方法
2．2．2 三维数值分析方法
2．2．3 试验测量方法和装置
2．2．4 迷宫密封泄漏特性研究
2．3 迷宫密封转子动力特性
2．3．1 试验测量方法
2．3．2 单控制容积Bulk Flow理论和方法
2．3．3 三维非定常数值方法
2．4 迷宫密封的性能退化
2．4．1 齿磨损变形对泄漏流动特性的影响
2．4．2 齿磨损变形对传热特性的影响
2．5 本章小结
附录
参考文献

第3章 蜂窝/孔型阻尼密封技术
3．1 引言
3．2 蜂窝孔型阻尼密封泄漏流动特性研究进展
3．2．1 试验研究
3．2．2 理论预测
3．2．3 数值研究
3．3 蜂窝阻尼密封泄漏特性研究
3．3．1 蜂窝组尼密封结构及运行工况的影响
3．3．2 压比和间隙影响
3．3．3 进口预旋影响
3．3．4 蜂窝孔径影响
3．3．5 蜂窝孔深影响
3．3．6 台阶影响
3．3．7 静子面结构影响
3．3．8 转速的影响
3．4 鼓风加热效应研究
3．5 蜂窝孔型阻尼密封耦合传热特性的研究
3．6 蜂窝孔型阻尼密封转子动力特性
3．6．1 两控制体Bulk Flow理论和方法
3．6．2 三维非定常数值理论和方法
3．6．3 转子密封系统转子动力特性
3．7 本章小结
参考文献

第4章 透平机械袋型阻尼密封技术
4．1 引言
4．2 袋型阻尼密封的几何结构
4．3 袋型阻尼密封的阻尼机理
4．3．1 密封气流激振力Alford分析模型
4．3．2 袋型阻尼密封的阻尼机理
4．4 袋型阻尼密封泄漏特性
4．4．1 袋型阻尼密封泄漏特性的试验研究
4．4．2 袋型阻尼密封泄漏特性的热力学分析法
4．4．3 袋型阻尼密封泄漏特性的数值模拟
4．5 袋型阻尼密封转子动力特性
4．5．1 袋型阻尼密封的密封动力特性数学模型
4．5．2 袋型阻尼密封转子动力特性的试验研究
4．5．3 袋型阻尼密封转子动力特性的Budk Flow模型预测
4．5．4 袋型阻尼密封转子动力特性的CFD数值预测
4．6 基于转子多频涡动模型的非定常CFD数值方法
4．6．1 转子多频涡动位移信号的数学模型
4．6．2 基于动网格技术的非定常CFD数值方法
4．6．3 转子动力特性系数频域提取方法
4．6．4 涡动模型和数值方法验证
4．6．5 袋型阻尼密封转子动力特性影响因素研究
4．7 本章小结
附录
参考文献

第5章 透平机械刷式密封技术
5．1 引言
5．2 刷式密封泄漏特性
5．2．1 数值预测方法
5．2．2 试验测量装置
5．2．3 泄漏量的影响因素
5．2．4 流场及压力分布
5．3 多级刷式密封的泄漏特性
5．3．1 泄漏量
5．3．2 流场及压力分布
5．4 刷式密封摩擦热效应及传热特性
5．4．1 试验测量方法
5．4．2 数值预测方法
5．4．3 表面传热系数及温度分布
5．4．4 刷丝最高温度和平均温度
5．5 刷式密封的接触力
5．5．1 单根刷丝与转子接触力
5．5．2 多排刷丝与转子的接触力及刷丝变形
5．6 刷式密封的迟滞效应
5．6．1 刷式密封迟滞效应的试验研究
5．6．2 刷式密封迟滞效应的数值研究
5．7 刷式密封的设计与工艺要求
5．8 本章小结
参考文献
索引

前言/序言

　　透平机械技术水平的不断提高，与密封装置的不断改进和更新密切相关。无论是小到如硬币大小的厘米级微透平，还是大到如半个足球场大小的百万千瓦等级核电汽轮机，密封的应用无处不在。在大多数情况下，密封装置工作在存在磨损、沉积、氧化以及高热应力的环境中，通过牺牲自身的完整性，以保证其它重要部件的安全运行和发挥最大的效用。所以，密封行业对摩擦学和材料学提出的研究要求是如何保证密封界面的耐久性和有效性；对转子动力学领域提出的要求是如何保证转子的稳定性以消除流体诱发的振动；对传热学提出的要求是如何防止高温燃气入侵内部冷却气流通道并降低热端部件的热应力；对于流体动力学提出的要求是如何有效地控制泄漏量，提高叶轮机械的气动效率……可见，透平机械密封技术的提高是一个多学科技术相互协调、共同进步的过程，密封技术的研究是一个十分复杂且有意义的课题。
　　作者及研究团队在透平机械旋转动密封技术的流动、传热和转子动力特性方面的研究至今已有十余年，所做的研究只是近年来我国透平机械通流设计研究与发展工作的一小部分，并且主要研究对象是超临界和超超临界汽轮机、燃气轮机和航空发动机的通流设计。为了更好地总结研究工作，推进研究成果的交流与应用，作者将团队的研究成果与相关文献介绍的研究进展结合起来，较系统地撰写成此专著，团队所作的研究成果对我国高性能透平机械通流部分设计和制造、电厂汽轮机的机组改造和运行以及燃气轮机和航空发动机的自主研究具有参考价值。由于作者水平的限制，书中缺点和错误在所难免，敬请读者和同行批评指正。
　　作者衷心感谢国家自然科学基金委相关项目（51406144、51376144、51106122、50976083、50506023）的资助；感谢东方汽轮机厂有限公司、上海汽轮机有限公司、哈尔滨汽轮机厂有限责任公司对有关合作科研项目的资助；感谢国家重点基础研究发展计划的资助；感谢西安交通大学能源与动力工程学院叶轮机械研究所的邱波博士、孔胜如硕士、陈春新硕士、黄阳子硕士、雷建硕士、张志勇硕士、翟璇硕士、王敌慈硕士在旋转密封方面所做的工作和对本书的贡献。西安交通大学能源与动力工程学院俞茂铮教授审阅全书并提出修改意见，在此表示感谢。
　　本书由西安交通大学能源与动力工程学院叶轮机械研究所李军、晏鑫、李志刚共同编著，全书由李军统稿。
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