节流孔特性对静压干气密封性能的影响.pdfVIP

2010年 11月 润滑与密封 NOV．2010 第35卷 第 11期 LUBRICATION ENGINEERING Vo1．35No．11 DOI：10．3969／j．issn．0254—0150．2010．11．016 节流孔特性对静压干气密封性能的影响 周圣人 朱维兵 王和顺 (西华大学机械工程与 自动化学院 四川成都610039) 摘要：为提高静压干气密封性能，将节流孔流量项引入到气膜润滑方程，建立改进的N—S方程。利用泛函求极值 算法和有限元法，用MATLAB编制相应的计算程序，在节流孔直径和端面间隙变化的条件下进行数值计算，分析气膜 厚度、气源压力、节流孑L个数和直径对端面开启力和气膜刚度的影响，以及端面压力分布情况。计算结果表明：密封气 在流经节流孔后形成显著的压力降，气膜刚度随节流孔径增大而减小，随气源压力增大而增大；端面压力在节流孔处最 高，向四周逐渐下降；开启力总体随端面间隙增大而减小，随气源压力增大而增大，端面间隙在2．6—10 m时，开启 力随间隙增大而迅速减小，端面气膜具有较大的刚度 。 关键词 ：静压于气密封 ；有限元法 ；气膜刚度；节流孑L特性 中图分类号：TB42 文献标识码：A 文章编号：0254—0150 (2010)11—069—5 Influenceof0rificeCharacteristicsonStatiC PressureDrvGasSealPerformance ZhouShengren ZhuWeibing WangHeshun (InstituteofMechanicalEngineeringandAutomation，XihuaUniversity，ChengduSiehuan610039，China) Abstract：Inordertoimprovetheperformanceofstaticpressuredrygasseal，theorificeflow factorwasintroducedinto gasfilm lubricationequationandtheimprovedN—Sequationwasestablished．Utilizingfunctional extremum algorithmsand finiteelementmethodandusingMATLABtocompilethecorrespondingcomputerprogram，numerical calculationwascar— riedoutunderchangesofthrottlediameterandfacecleraance．Theopeningforceandgasfilm stiffnessdiversificationsand endpressuredistributionwereanalyzedunderchangesoforificenumberandorificediameter，gasfilm thicknessandsupply gaspressure．Theresultsshow thatthepressuredropssignificantlythroughtheorifice，gasfilm stiffnessdecreaseswiththe increaseoforificediameterandincreaseswiththeincreaseofsupplygaspressure．Thehighestpressurezoneappearsatthe orifice，rgaduallydecliningtoraound．Theopeningforcedecreasesasfaceclearanceincreasesand increaseswiththein— creaseofsupplygas pressure，whenthefaceclearanceintherange2．6～10p,m ，theopeningfor