● 摘要
刷式密封是现代航空发动机密封的一种，随着设计水平、制造技术及计算机运算能力的提高，国内外对于刷式密封的研究试验越来越多。与传统的迷宫密封相比，低滞后型的刷式密封具有良好的密封性能，在自适应能力上具有明显优势，因而被认为是一种有效的密封形式。针对大密封压比和高密封性能的要求，多级低滞后刷式密封的研究将更具有工程应用价值。
针对多级低滞后刷式密封，采用有限体积法，考虑刷丝区域整体对流体的阻碍作用，得到了密封区域速度和压力分布；采用有限元方法，综合考虑刷丝受到的流体作用力、与转子的接触力及刷丝之间的作用力，计算得到刷丝变形量；采用对流换热方法，以刷丝与转子的摩擦热为边界条件，计算得到密封区域温度分布；编制程序对三级低滞后刷式密封进行仿真，流场计算结果与商用软件趋势一致，误差较小。
研究表明：三级低滞后刷式密封在工作中存在级间不均衡性，刷封承受的分压和与转子间的摩擦扭矩第三级刷封比第一级和第二级刷封大，而且随着进口压力增大时，前者的增大幅度比后者要大。某一级背板间隙高度的减小可带来当级刷封承受压力的增大和密封性能的提升，前板间隙高度变化基本不影响密封性能。密封区域温度场呈阶梯状分布，且刷丝端部与转子接触处温度梯度较高，沿刷丝方向温度值基本呈指数下降；温度场的变化对压场分布和刷丝变形影响较小；相同刷丝束总厚度情况下的三级低滞后刷封密封性能比单级和双级低滞后刷封的密封性能好。