基于三维管束模型的两阶段刷式密封多孔介质阻力系数的计算方法与实验验证

《Aerospace》：Computational Methodology and Experimental Validation of Porous Medium Resistance Coefficients for Two-Stage Brush Seal Based on the Three-Dimensional Tube Bundle Model

　　

摘要

为了解决两阶段刷式密封多孔介质模型的阻力系数依赖实验校准的问题，以及难以区分各阶段阻力特性的问题，本文提出了一种无需实验校准即可确定两阶段刷式密封多孔介质阻力系数的方法。通过将三维管束模型与多孔介质理论和哈根-泊肃叶流动理论相结合，推导出了各阶段的粘性阻力系数和惯性阻力系数。制备了三种不同背板保护高度的两阶段刷式密封样品，并构建了泄漏流实验装置来验证所提出的方法。研究了两个阶段之间的阻力系数差异以及背板保护高度对阻力系数的影响。结果显示，多孔介质模型计算出的泄漏率与实验数据吻合良好，证明了所提出方法的准确性。在两阶段刷式密封中，第二阶段的粘性阻力系数和惯性阻力系数均明显高于第一阶段。本研究为计算两阶段刷式密封各阶段的多孔介质阻力系数及其泄漏特性提供了一种有效的方法。