螺旋槽干气密封的热量平衡膜厚研究.pdfVIP

2015年 4月 润滑与密封 Apr．2015 第40卷 第4期 LUBRICATIONENGINEERING Vo1．40No．4 DOI：10．3969／j．issn．0254—0150．2015．004．002 螺旋槽干气密封的热量平衡膜厚研究 产 文 宋鹏云 ． (昆明理工大学化学工程学院 云南昆明650500) 摘要：干气密封在运转过程中，端面气膜因黏性剪切会产生一定的热量，气体从密封进 口到出口因膨胀会吸收一 定的热量。定量计算剪切热量和膨胀热量及研究其平衡关系，对干气密封的设计和操作非常重要。针对空气润滑的螺旋 槽干气密封，基于间隙等体积的思想，利用当量间隙来等效密封槽台区的槽区和台区间隙，以及利用考虑绝热指数的端 面气膜压力控制方程，分别获得剪切热量和膨胀热量的计算式；利用最小二乘拟合法分别获得剪切热量和膨胀热量随气 膜厚度变化的表达式，并求得热量平衡膜厚。分别研究转速 、槽深、槽宽坝宽比和热量传递系数对热量平衡膜厚的影响 规律。结果表明，热量平衡膜厚随转速、热量传递系数的增加而逐渐增加；随槽深、槽宽坝宽比的增加而逐渐减小。 关键词：干气密封；螺旋槽；剪切热量；膨胀热量；热效应 中图分类号：TH136 文献标志码 ：A 文章编号：0254-0150 (2015)4-005-4 Research onHeatEquilibrium Film Thicknessof SpiralGrooveDryGasSeal chanW en SongPengyun (FacultyofChemicalEngineering，KunmingUniversityofScienceandTechnology，KunmingYunnan650500，China) Abstract：Duringtheoperationofdrygasseal，someheat(frictionalheat)willbegeneratedbyviscousshearinthe endfacegasfilm，andthegaswillabsorbsomeheat(expansionheat)duetoexpansionwhenthegasflowsfromtheinlet intotheoutlet．Itisvery importanceforthedesignandoperationofthedry gassealtocalculationthefrictionalheatandex— pansionheatquantitativelyandresearchtheheatequilibrium．Fortheairlubricatedspiralgroovedry gasseal，thecalcula— tionformulaofthefrictionalheatwasobtainedbysubstitutingequivalentclearanceofrtheclearancesofrgooveandland basedontheconceptofequal volumeoftheclearance，andthecalculationformulaoftheexpansionheatwasobtainedby solvingthegoverningequationsoffilm pressuremodifiedbyadiabaticexponent．Theexpressionsoffrictionalheatandex— pansionheatvaryingwiththefilm thicknesswereobtained byusingleastsquarefittingmethod，respectively．Thefilm thicknessofheatequilibrium wasgotbysolvingtheheatequilibrium equations．Thevariat