【摘 要】
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随着工业水平的不断提高，对机器适应复杂工况的要求也愈加严格，目前很多转子机械，如离心压缩机、汽轮机等机器的转速越来越高，应用的场合也越来越多样化。对转子机械的密封元件—
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随着工业水平的不断提高，对机器适应复杂工况的要求也愈加严格，目前很多转子机械，如离心压缩机、汽轮机等机器的转速越来越高，应用的场合也越来越多样化。对转子机械的密封元件—迷宫密封的性能要求也越来越高。本文主要针对离心压缩机结构对迷宫密封结构进行合理设计，以增加密封流场中能量的损失，从而降低迷宫密封泄漏率，提高机器的工作效率。本文中基于CFD软件Workbench和FLUENT并结合经验公式的验证相结合的方法对以下的问题进行分析并得出相应的结论: (1)本文基于有限元软件ANSYSWorkbench，通过其中的system coupling模块将流体域和固体域连接，对PEEK材料和金属密封环进行流固耦合分析以探究材料的变化对密封泄漏率影响规律，结果显示在高压比下，弹性模量越高，密封性能越好;同时对典型的三类齿形迷宫密封分析可知密封性能有好到差依次为矩形齿、斜齿及等腰梯形齿迷宫密封; (2)对影响迷宫密封泄漏率的因素空腔宽度占比、密封间隙、空腔形状等因素进行逐一分析，并得出最优的参数; (3)利用正交试验法对迷宫密封齿形进行设计，并得出密封性能最好的优化齿形; (4)通过与经验算法泄漏率计算结果的对比，可知数值计算结果与其之间的误差在合理范围之内，所以数值计算结果可以作为密封泄漏率计算的参考依据。PEEK迷宫密封流固耦合场的数值计算精度要优于独立流场数值计算结果。
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