超临界态二氧化碳直通式梳齿密封数值研究

简介

超临界态二氧化碳(Supercritical carbon dioxide, sCO2)梳齿密封技术是一项关系到sCO2先进动力系统中旋转机械运行高效、稳定的关键技术。为研究sCO2工质在梳齿密封内的流动特性,本文使用Fluent对实验中的梳齿密封进行了数值模拟,实验工况涵盖CO2的气相以及超临界相,共计18组。利用实验数据评价了不同湍流模型对计算的影响,分析了数值计算得到的密封内的流场分布以及能量转化过程。结果表明:本文提出的数值模型可以模拟sCO2工质在梳齿密封中的流动过程,在所研究的三种湍流模型中RNG k-ε模型的计算结果与实验数据吻合最好,其最大误差约为21.71%,平均误差约为7.43%。