NuclearScienceandTechnology核科学与技术,2023,11(3),305-315PublishedOnlineJuly2023inHans.https://www.hanspub.org/journal/nsthttps://doi.org/10.12677/nst.2023.113032文章引用:王伟光,曾成天,周源,黄彦平.超临界态二氧化碳梳齿密封泄漏特性数值研究[J].核科学与技术,2023,11(3):305-315.DOI:10.12677/nst.2023.113032超临界态二氧化碳梳齿密封泄漏特性数值研究王伟光1，曾成天1，周源1*，黄彦平21四川大学物理学院，四川成都2中国核动力研究设计院，四川成都收稿日期：2023年4月17日；录用日期：2023年7月21日；发布日期：2023年7月28日摘要密封技术是一项关系到超临界二氧化碳(Supercriticalcarbondioxide,S-CO2)核动力力系统中旋转机械能否高效、安全、可靠运行的关键技术。为尽可能地减小密封泄漏，使用数值计算的手段研究了超临界二氧化碳直通式梳齿密封的泄漏特性。首先，对密封的泄漏量进行无量纲化以便后续描述密封的泄漏特性。随后，研究了密封上下游滞止工况以及密封几何参数对密封泄漏的影响。计算结果显示：温度及压力等热力学参数对密封的无量纲泄漏量影响较小；减小密封间隙，增加密封腔长，减小密封齿宽均会改善密封泄漏性能；齿高对密封泄漏的影响是非线性的，存在最优值，该最优值在齿高比腔长约为0.13时出现；增加齿数同样可以减小密封泄漏量，但这一点无法反映在无量纲化后的泄漏量上。本文的研究表明：本文采用的无量纲泄漏量可以比较准确地反映密封结构和泄漏之间的关系；除了传统的梳齿密封所使用的减小密封泄漏的手段之外，对于结构紧凑的超临界二氧化碳梳齿密封来说，优化密封腔室结构，调整齿高也可以有效降低密封泄漏。关键词超临界流体，二氧化碳，密封，数值分析NumericalInvestigationonFlowCharacteristicsofSupercriticalCO2LabyrinthSealsWeiguangWang1,ChengtianZeng1,YuanZhou1*,YanpingHuang21CollegeofPhysics,SichuanUniversity,ChengduSichuan2NuclearPowerInstituteofChina,ChengduSichuanReceived:Apr.17th,2023;accepted:Jul.21st,2023;published:Jul.28th,2023*通讯作者。王伟光等DOI:10.12677/nst.2023.113032306核科学与技术AbstractSealingtechnologyisakeytechnologyrelatedtotheefficient,safe,andreliableoperationofro-tatingmachineryinsupercriticalcarbondioxidenuclearpowersystems.Inordertoreducethesealleakage,thecharacteristicsofthesupercriticalcarbondioxidesee-throughlaby...
