基于Fluent的螺旋槽上游泵送机械密封三维微间隙流场数值模拟.pdf

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1、2012年2月润滑与密封Feb．2012第37卷第2期LUBRICATIONENGINEERINGV01．37No．2UOI：10．3969／j．issn．0254—0150．2012．02．005基于Fluent的螺旋槽上游泵送机械密封三维微间隙流场数值模拟+陈汇龙王强李雯瑜张娟娟(江苏大学能源与动力工程学院江苏镇江212013)摘要：密封端面微间隙液膜特性是上游泵送机械密封性能研究的关键。采用Pro／Ewildfire软件建立参数化螺旋槽上游泵送机械密封端面微间隙液膜几何模型，以清水为工作介质，使用Fluent软件，对跨尺度密封端面微间隙流场进行三维数值模拟，得到开启力及压力

2、分布规律。并与有关测试结果进行对比分析，实验数据与模拟数值基本吻合，表明所采用的模拟方案可对螺旋槽j：游泵送机械密封微间隙三维流场进行较好地描述。该方法可用于密封端面微间隙流场及性能的系统研究；对端面压强分布进行分析，结果表明，在螺旋槽外槽根处存在最大静压，液膜开启力的增大主要来源于槽根产生的最大静压。关键词：上游泵送；机械密封；内流场；三维数值模拟；开启力中图分类号：THl36文献标识码：A文章编号：0254—0150(2012)2—016-4NumericalSimulationof3-DFlowinUpstreamPumpingMechanicalSealswithSpir

3、alGroovesBasedonFluentChenHuilongWangQiangLiWenyuZhangJuanjuan(SchoolofEnergyandPowerEngineering，JiangsuUniversity，ZhenjiangJiangsu212013，China)Abstract：Thecharacteristicofmicro—gapfluidfilmbetweensealfacesisthekeytoresearchtheperformanceofup-streampumpingmechanicalseals．Thenumericalsimulatio

4、nof3-DflowinupstreampumpingmechanicalsealswithspiralgrooveswasmadebyusingPro／Ewildfiretoconstructparametricmicro-gapgeometricalmodelofsealfaces．ThesimulationwasbasedonFluent，withwaterastheworkingmedium．Openingforceandpressuredistributionwereobtained，thenumeri-calresultswerecomparedwiththeexpe

5、rimentalresultsintheliteratureandtheyagreewellwitheachother，indicatingthatthe3-DflowfieldofupstreampumpingmechanicalsealswithspiralgroovesCallbedescribedproperlywiththismethod，anditcanbeusedtostudytheflowandperformanceofmicro-gapbetweensealfaces．ThepressuredistributionbetweensealfacesWasanaly

6、zed．Theresultsindicatethatthemoststaticpressurelocatesintheoutrootofspiralgrooveandtheopeningforceincreasesastheincreasingofstaticpressureoftherootofspiralgroove．Keywords：upstreampumping；mechanicalseal；innerflowfield；3-Dnumericalsimulation；openingforce自20世纪70年代美国约翰·克兰公司开发出螺间形成一层很薄的液膜。同时，由于泵送槽

7、产生的剪旋槽气体端面密封以来，非接触密封发展十分迅速，切流抵抗压差流，当剪切流与压差流相等时，密封实并出现了用于液体的上游泵送机械密封。所谓“上现零泄漏。上游泵送机械密封由于密封面间形成了液游泵送”就是通过密封端面上开设的一定形状的泵体膜，改善端面间润滑磨损状态，与普通的接触式机送槽。将密封低压侧缓冲液体或少量的泄漏液体泵送械密封相比，具有介质泄漏量少、端面磨损小、能耗向高压侧，各类泵送槽中以螺旋槽最为典型¨。1。当低、运行寿命长以及维护费用大大降低等优点，从而这种密封运转时，除