两种不同槽形干气密封的性能研究.pdfVIP

第 25卷 　第 1期 甘肃科技 Vol. 25　N o. 1 2009年 1月 Gan su Science and Techno logy J an. 　2009 两种不同槽形干气密封的性能研究 冷晓静 ,郝木明 ( ( ) ) 中国石油大学 华东 机电工程学院 , 山东 东营 25706 1 摘 　要 :采用商业计算流体力学软件 FLU EN T 6. 2对两种不同槽形机械密封进行三维数值模拟 , 比较了气体端面密 封的压力分布 、不同膜厚下的开启力以及不同操作压力下的泄漏量 。通过对比得出 T型槽也能产生较好的流体动 压效果 ,并且能双向旋转 ,根据不同的使用场合可以选择其适合的槽型 ,对工程实际具有指导意义 。 关键词 : T型槽 ;螺旋槽 ;干气密封 ;数值模拟 中图分类号 : TH 136 2. 2　几何参数 1　引言 螺旋槽和 T型槽密封环端面开槽槽形图 ,如图 干气密封是一种气体润滑非接触式端面开槽 1与图 2所示 。 的机械密封 ,具有泄漏量少 、磨损小 、寿命长 、操作 简单可靠等优点 ,广泛应用于离心式压缩机 、气体 透平机及泵等高速 、高压流体机械 中[ 1 ] 。但密封 的端面槽型大多为螺旋槽 ,其优点是产生 的开启 力大且气膜刚度高 ,但这种结构的不对称性限制 了它只能单向操作 。T型槽干气密封虽然不具有 螺旋槽那样好的动压效果 ,但能实现双 向旋转 ,现 在仍被广泛应用于离心压缩机 、气体透平机等高 速高压设备中。 采用商业计算流体力学软件 FLU EN T,对两种 不同槽形气体密封 的三维流场进行了数值模拟 , 对比两种不同槽形的压力分布 、开启力 以及泄漏 量 ,方便在不同的场合选用 。 2 　数值计算 2. 1　基本假设 基于流体力学基本理论 ,对两种不同槽形气膜 螺旋槽和 T型槽的密封几何参数及工作参数 [ 2 ] 端面流场分析 ,进行如下假设 。 : 如表 1所示 。 ( ) 1 连续的完全气体流动 ; 从示意图中可以看出 T 型槽的槽形结构是对 ( ) 2 密封气膜中的气体作层流运动 ,属于牛顿 称的。因此 , 不受旋转方向的限制 ,可以实现正反 流体 ; 转 ,避免了单向旋转在密封开 、停车或者反转时 ,造 ( ) 3 等温等粘度 ,忽略气体温度对粘度的影响 ; 成密封端面磨损而导致密封失效 。 ( ) 4 气体分子与密封表面无相对滑移 ; 根据 以上干气密封端面的几何模型和假设条 ( ) 5 忽略气体的惯性力和体积力 ; 件 ,气体在密封端面间的稳态流动 , 由可压缩完全气