液膜潤(rùn)滑動(dòng)壓型機(jī)械密封空化特性研究.pdf

1、隨著核電、航空、能源和化工等行業(yè)的發(fā)展，對(duì)高PV值下機(jī)械密封的性能和使用壽命提出了越來越高的要求。非接觸式機(jī)械密封憑借動(dòng)靜壓效應(yīng)在密封端面間形成厚度為微米級(jí)別的潤(rùn)滑膜而實(shí)現(xiàn)非接觸，有效提高了密封潤(rùn)滑性能和使用壽命，成為機(jī)械密封的重要發(fā)展方向。液膜空化是液膜潤(rùn)滑機(jī)械密封中存在的一種流體力學(xué)現(xiàn)象，是液膜形成開啟力、實(shí)現(xiàn)端面非接觸的重要原因之一，但是，空化對(duì)非接觸式液膜潤(rùn)滑機(jī)械密封性能的影響機(jī)理及液膜內(nèi)部空化流動(dòng)問題仍處于探索之中。本文在國(guó)家

2、自然科學(xué)基金項(xiàng)目(51279067)和航空科學(xué)基金項(xiàng)目(201328R3001)的資助下，以液膜潤(rùn)滑螺旋槽機(jī)械密封為研究對(duì)象，從理論分析、數(shù)值計(jì)算和實(shí)驗(yàn)研究等三方面入手，分析了液膜潤(rùn)滑機(jī)械密封空化機(jī)理、發(fā)展過程和對(duì)密封性能的影響規(guī)律，主要研究工作及取得的結(jié)論如下:
　　1、基于空化類型和空化模型的介紹，從低壓場(chǎng)和氣核理論等角度去認(rèn)識(shí)空化現(xiàn)象的本質(zhì)，從宏觀和微觀的角度詳細(xì)闡述了機(jī)械密封產(chǎn)生空化的機(jī)理，分析認(rèn)為機(jī)械密封液膜的空化現(xiàn)象主

3、要是水動(dòng)力空化，屬于間隙空化和局部空化，造成液膜低壓場(chǎng)的原因主要是狹小間隙、表面微加工槽型和表面粗糙度。
　　2、通過對(duì)比相關(guān)文獻(xiàn)和數(shù)值計(jì)算得到的液膜厚度、空化區(qū)域和摩擦扭矩等性能數(shù)據(jù)，驗(yàn)證了本文所選用的空化模型在液膜潤(rùn)滑動(dòng)壓型機(jī)械密封性能分析中的適用性。通過MSTS-Ⅳ機(jī)械密封試驗(yàn)得到摩擦扭矩，對(duì)比試驗(yàn)差值和模擬差值，表明考慮空化模型的摩擦扭矩更接近試驗(yàn)結(jié)果。
　　3、基于上述空化模型，分析了轉(zhuǎn)速、壓力和氣核含量對(duì)空化效應(yīng)