Numerical Analysis of Leakage Performance of Brush Seal Based on a 2-D Tube Bank Model and Porous Medium Model Considering the Effect of Compressible Gas

Q: 이 논문에서 정의한 브러시 실이란 무엇인가?

유체 흐름을 효과적으로 차단하기 위해 촘촘하게 배열된 유연한 강모를 사용하는 동적 접촉 밀봉 장치다. 이는 강모 팩의 구조적 특성을 통해 누설률을 제어하며, 다공성 매질 모델이나 튜브 뱅크 모델을 통해 그 밀봉 성능과 압력 강하 특성을 분석할 수 있다.

Q: 브러시 실의 백 플레이트 홈 설계가 밀봉 성능에 어떤 영향을 미치는가?

연구 결과, 백 플레이트의 홈은 강모 뒤쪽의 압력 균형을 유지함으로써 마지막 강모 열에서 압력 회복을 유발한다. 따라서 이러한 홈 설계는 브러시 실 내부의 압력 분포와 마찰 특성에 중요한 영향을 미치며, 최적 설계를 통해 전체적인 밀봉 성능을 향상시킬 수 있다.

Xiaolei Song; Meihong Liu; Jingyao Yang

doi:10.5293/IJFMS.2022.15.3.329

학술저널

저자정보: Xiaolei Song (Kunming University of Science and Technology) Meihong Liu (Kunming University of Science and Technology) Jingyao Yang (Kunming University of Science and Technology)

저널정보: 한국유체기계학회 International Journal of Fluid Machinery and Systems International Journal of Fluid Machinery and Systems Vol.15 No.3

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This paper presented a formula for calculating the resistance coefficient of porous medium model of brush seals considering the effect of gas compressibility. Firstly, the 2-D tube bank model is used to calculate the axial resistance coefficient of brush seals. Secondly, the feasibility of the method is validated according to the existing experiment results. The validation results show that this formula is effective for brush seals. Lastly, the pressure distribution and leakage rate of the test brush seal are analyzed. With the presented porous medium model, the pressure drop through the bristle is computed, and the effect of groove of the back plate is addressed. The pressure drop is mainly concentrated on the downstream side of the bristle pack. The groove in the back plate can keep the pressure balance of the bristles back, causing the recovering of the pressure in the last row of bristles. The leakage rate of porous medium model is higher than the 2-d tube bank model, because the 2-D tube bank model only considers the leakage rate of the zone of the fence height. The rotation speed has a little effect on the reduction of the leakage rate.

#Brush seal #Porous medium #2-D tube bank model #Darcy-Forchheimer formula #Gas compressibility

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