單列雙向螺旋槽干氣密封的性能研究.pdf

1、與傳統(tǒng)的軸端密封相比，干氣密封具有介質(zhì)泄漏量少、端面磨損小、能耗低、運(yùn)行壽命長(zhǎng)和可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。目前，該類密封已被廣泛用于離心式壓縮機(jī)、離心泵、膨脹機(jī)、氣體透平機(jī)以及其它高速高壓機(jī)器中。近年來(lái)，隨著干氣密封技術(shù)的不斷發(fā)展，出現(xiàn)了新的密封槽型--單列雙向螺旋槽干氣密封。該槽型不但能產(chǎn)生較好的流體動(dòng)壓效應(yīng)，而且旋轉(zhuǎn)方向不受限制，可以雙向旋轉(zhuǎn)，避免了由于反轉(zhuǎn)及開、停車時(shí)造成的密封失效，從而使單列雙向螺旋槽干氣密封的應(yīng)用范圍更加廣泛，大大提高了

2、它的研究和使用價(jià)值。 本文應(yīng)用計(jì)算流體力學(xué)（CFD）軟件對(duì)單列雙向螺旋槽干氣密封端面間流體三維流動(dòng)及溫度分布進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算。選取氣膜為研究對(duì)象，建立了三維模型，然后通過(guò)網(wǎng)格劃分實(shí)現(xiàn)了從微觀尺度到宏觀尺度的快速過(guò)渡，通過(guò)求解三維N-S方程，得到了氣膜的壓力分布、速度矢量分布、質(zhì)點(diǎn)軌跡、渦量分布等，并在等閉合力的假設(shè)下，動(dòng)環(huán)槽形幾何結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)密封性能的影響進(jìn)行了理論研究；然后求解能量方程，得到氣膜內(nèi)及動(dòng)、靜環(huán)內(nèi)的溫度場(chǎng)的分布，及端面

3、溫升的影響因素，并考慮了溫度對(duì)粘度的影響，得到了變粘度情況下的溫度分布；文章還分析了壓力、轉(zhuǎn)速等因素對(duì)密封性能及溫度場(chǎng)的影響，并與單向螺旋槽密封進(jìn)行對(duì)比分析。 通過(guò)模擬分析，證明了單列雙向螺旋槽干氣密封在不同工況下的良好的動(dòng)壓效果和密封效果；根據(jù)流體的流動(dòng)狀況，從流動(dòng)的角度解釋了端面熱量的產(chǎn)生過(guò)程，表明流體膜溫度升高主要是在高速旋轉(zhuǎn)工況下，由流體內(nèi)部的粘性剪切作用及壓力梯度作用引起的。這對(duì)實(shí)驗(yàn)研究有一定的輔助指導(dǎo)作用，并為密封結(jié)