核主泵密封用减压盘管的阻力特性研究.pdf

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1、液压气动与密Jd-／2016年第06期doi：l0．39694．issn．1008-0813．2016．06．008核主泵密封用减压盘管的阻力特性研究李香，刘杰，吴兆山，杨博峰，丁思云(合肥通用机械研究院，安徽合肥230031)摘要：采用CFD软件分析盘管几何参数和流体物理参数变化对盘管阻力特性的影响。结果表明，盘管管径越小盘管的阻力系数越大，盘管直径越小阻力系数越大。而扭率值较小时，盘管扭率对盘管阻力系数影响不大。流体的流速越大温度越高，盘管的阻力系数越小。核主泵用减压盘管已定后，可以通过改变流

2、体流速和流体温度，调节流体动压型机械密封的密封性能。关键词：核主泵；减压盘管；CFD；阻力特性中图分类号：TB42文献标志码：A文章编号：1008—0813(2016)06—0026—04AnInvestigationoftheCoiledResistanceCharacteristicforReactorCoolantPumpsSealsLIXiang,LIUJie,WUZhao—shan,YANGBo-feng,DINGSi-yun(HefeiGeneralMachineryResearchI

3、nstitute，Hefei230031．China)Abstract：TheinfluenceofgeometricparameterandfluidphysicalparameterontheresistancecharacteristicofthecoilareanalyzedwithCFD．Theresultsshowthattheresistancefactorisbigger．withthesmallerofthediameterofthecoilpipesandthecoil．Whi

4、lethetorsionratechangesmall，ithavelessinfluenceontheresistancecharacteristicofthecoil，theresistancefactorissmallerwithbiggervelocityandhighertemperature．Ⅵ_ththeselectedcoilinreactorcoolantpumps．changethevelocityandthetemperatureofthefluidcaninsurethes

5、ealperformanceofthehydrodynamicmechanicalsea1．Keywords：reactorcoolantpumps；thepressurebreakdowncoil；CFD；resistancecharacteristicO引言式中卜盘管的曲率比；盘管往往由一根直管加工而成，其结构简单，加工，D——盘管管径、盘管直径；——盘管的扭率；方便，所以得到广泛的应用。核主泵用机械密封通常p——盘管的斜度常数；采用三级机械密封串联结构，利用盘管的阻力特性进6——螺距，b=2

6、7rp。行减压，每级机械密封只承担整个系统的部分压力，确保密封的稳定性和长寿命。针对盘管的阻力特性，国内外许多学者做了大量研究，但所研究的盘管管径一般都大于5mm，而核主泵密封用减压盘管管径较细，目前尚未进行专门研究。因盘管的阻力特性对机械密封性能的影响较大，所以有必要对其阻力特性进行研究。本文利用数值分析软件Fluent对核主泵用减压盘管的内部流场进行数值模拟，深人研究管径、螺距、流体流速、流体温度等参数变化对图1盘管结构示意图盘管阻力特性的影响。为后续盘管设计提供指导。2数值计算1物理模型2．

7、1计算模型盘管的几何参数主要包括盘管管径与盘管直径的以某核电站正在使用的核主泵密封用减压盘管几曲率比和扭率，其几何模型如图1所示。何尺寸为基础，研究几何参数和流体物理参数变化时盘管的曲率比和扭率分别表示为：对盘管阻力特性的影响。为保证流人到盘管内的流体)不受人口条件的影响，在盘管人口边界处增加200mm的直管，减少流体突变对压力的影响。利用gambit进收稿日期：2016—03—30行相应的网格划分，生成非结构化网格。在壁面边界作者简介：李香(1981-)，女，山东临朐人，工程师，硕士研究生，主要

8、从事层的法向方向上，流体速度梯度比较大，也是内壁面附流体动密封研究工作。26HydraulicsPneumatics&Seals／No．06．2016近是流体流动阻力最大的地方，所以在盘管内壁处增内，故表明本文对CFD内相关参数的设置是合理的、正加边界层网格来提高计算精度。在边界层网格内部采确的，采用CFD软件能正确求解盘管两端的压差。用四边形的Map网格单元，对于整个体采用六面体的表1模拟结果与经验对比Cooper网格进行划分。盘管的直管人El为速度进口，出口为自由出流。2．2流