摘要：針對(duì)透平級(jí)葉頂泄漏損失大的問題,提出了將葉頂迷宮密封設(shè)計(jì)成迷宮刷式密封結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案,旨在減少葉頂泄漏量和提高氣動(dòng)效率。采用基于非線性多孔介質(zhì)模型的RANS方程數(shù)值方法,研究了實(shí)驗(yàn)測(cè)量的迷宮刷式密封的泄漏量,數(shù)值預(yù)測(cè)泄漏量與實(shí)驗(yàn)測(cè)量數(shù)據(jù)吻合良好,驗(yàn)證了數(shù)值方法的可靠性。基于1.5級(jí)透平級(jí)動(dòng)葉葉頂迷宮密封結(jié)構(gòu),將第1個(gè)、最后1個(gè)迷宮長(zhǎng)齒設(shè)計(jì)成刷絲束的前置、后置迷宮刷式密封結(jié)構(gòu),對(duì)比分析了迷宮刷式密封刷絲束間隙為0~0.4 mm時(shí),1.5級(jí)透平級(jí)的葉頂間隙泄漏量和氣動(dòng)效率。研究結(jié)果表明:前置、后置葉頂迷宮刷式密封在減少泄漏量和提高透平級(jí)氣動(dòng)效率方面相似;與葉頂迷宮密封相比,葉頂迷宮刷式密封在刷絲束間隙為0.4 mm時(shí)泄漏量減少了18%,透平級(jí)效率提高了0.6%;葉頂密封間隙損失主要包括腔室耗散和出口腔室黏性損失;相比于葉頂迷宮密封,葉頂迷宮刷式密封減小了氣流相對(duì)偏轉(zhuǎn)角,導(dǎo)致密封出口泄漏流與動(dòng)葉出口主流摻混損失減少;葉頂迷宮刷式密封通過減少出口腔室黏性損失從而提高透平級(jí)氣動(dòng)效率。