Abstract—

Labyrinth seals installed in turbine machines serve for decreasing the working fluid leakage through the clearances between the rotating and stationary structural elements in order to increase its flowrate through the flow path. The operational efficiency and reliability of all types of turbine machines (steam, gas, and hydraulic turbines; compressors; fans; pumps; etc.) depend to an essential extent on the type of seals (labyrinth, groove, etc.), which determine the working fluid leakage and intensity of hydrodynamic forces acting on the rotor. Therefore, those who design turbine machines should use a close-to-reality model of the flow pattern in labyrinth seals. Such a model was developed in the 1970s by A.G. Kostyuk with his coworkers at the Moscow Power Engineering Institute and is quite widely used in analyzing the dynamics of turbine machines. However, the procedures for thermal and aerodynamic design analyses of turbine machines, as well as relevant standards and handbooks, do not contain a description of this model nor do they contain recommendations for using it. At present, such a state of things becomes especially dangerous in connection with wide application of numerical methods of 3D design and analysis, when the use of an inadequately selected flow model (in particular, in seals) may give rise to essential errors. The article presents a review and scrutiny of the used numerical and experimental models of shroud seals; their drawbacks are shown, and a model adequately representing a real flow is described.

中文翻译：

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涡轮机械迷宫式密封圈的实验和数值研究程序

摘要—

安装在涡轮机中的迷宫式密封件用于减少通过旋转和固定结构元件之间的间隙的工作流体泄漏，以增加其通过流动路径的流量。所有类型的涡轮机（蒸汽，燃气和水力涡轮机，压缩机，风扇，泵等）的运行效率和可靠性在很大程度上取决于密封件的类型（迷宫式，沟槽式等），而密封件的类型决定了工作流体的泄漏和作用在转子上的流体动力的强度。因此，设计涡轮机的人员应使用迷宫式密封中流动模式的逼真模型。这种模型是由AG在1970年代开发的 Kostyuk和他在莫斯科动力工程学院的同事一起被广泛用于分析涡轮机的动力学。但是，涡轮机的热力和空气动力学设计分析程序以及相关标准和手册均未包含此模型的描述，也未包含使用该模型的建议。目前，东西这样的状态变成与三维设计和分析的数值方法，广泛应用的连接尤其危险，当使用不充分选择的流动模型（具体地，在密封件）可产生必要的错误。这篇文章对使用过的罩式密封件的数值和实验模型进行了回顾和审查。显示了它们的缺点，并描述了足以代表实际流量的模型。涡轮机的热力和空气动力学设计分析程序以及相关标准和手册均未包含此模型的描述，也未包含使用该模型的建议。目前，东西这样的状态变成与三维设计和分析的数值方法，广泛应用的连接尤其危险，当使用不充分选择的流动模型（具体地，在密封件）可产生必要的错误。本文对使用的密封圈数值和实验模型进行了回顾和审查。显示了它们的缺点，并描述了足以代表实际流量的模型。涡轮机的热力和空气动力学设计分析程序以及相关标准和手册均未包含此模型的描述，也未包含使用该模型的建议。目前，东西这样的状态变成与三维设计和分析的数值方法，广泛应用的连接尤其危险，当使用不充分选择的流动模型（具体地，在密封件）可产生必要的错误。本文对使用的密封圈数值和实验模型进行了回顾和审查。显示了它们的缺点，并描述了足以代表实际流量的模型。不包含对此模型的描述，也不包含使用该模型的建议。目前，东西这样的状态变成与三维设计和分析的数值方法，广泛应用的连接尤其危险，当使用不充分选择的流动模型（具体地，在密封件）可产生必要的错误。本文对使用的密封圈数值和实验模型进行了回顾和审查。显示了它们的缺点，并描述了足以代表实际流量的模型。不包含对此模型的描述，也不包含使用该模型的建议。目前，东西这样的状态变成与三维设计和分析的数值方法，广泛应用的连接尤其危险，当使用不充分选择的流动模型（具体地，在密封件）可产生必要的错误。本文对使用的密封圈数值和实验模型进行了回顾和审查。显示了它们的缺点，并描述了一个足以代表实际流量的模型。本文对使用的密封圈数值和实验模型进行了回顾和审查。显示了它们的缺点，并描述了足以代表实际流量的模型。本文对使用的密封圈数值和实验模型进行了回顾和审查。显示了它们的缺点，并描述了足以代表实际流量的模型。