基于多孔介质模型的机械密封静压泄漏特性分析.pdf

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1、2015年3月润滑与密封Mar．2015第40卷第3期LUBRICATIONENGINEERINGVo1．40No．3DOI：10．3969／j．issn．0254—0150．2015．03．012基于多孔介质模型的机械密封静压泄漏特性分析包超英盂祥铠李纪云彭旭东。(1．浙江工业大学机械工程学院浙江杭州310032；2．浙江工业大学过程装备及其再制造教育部工程研究中心浙江杭州310032)摘要：针对接触式机械密封普遍存在的渗漏现象，考虑到流体在多孔介质中的流动和在密封端面间的流动具有相似特征，基

2、于多孔介质模型建立密封端面间渗流模型，通过对动量方程和连续性方程的推导，得到适用于密封端面间流体流动的控制方程，提出一种密封端面间泄漏率的解析计算新方法，并与COMSOL数值模拟得到的泄漏率进行对比分析：研究孑L隙率、端面表面粗糙度、膜厚、密封介质压力和弹簧比压对静压泄漏特性的影响规律。结果表明，泄漏率随孔隙率、端面表面粗糙度、膜厚和密封介质压力的增大而增大，随弹簧比压的增大而减小，解析计算结果和数值模拟结果的变化趋势基本一致。证明该解析法计算泄漏率具有实用性和可行性。关键词：机械密封；渗漏；多

3、孑L介质模型；泄漏特性中图分类号：TH117．2文献标志码：A文章编号：0254-0150(2015)3-057-7TheLeakagePerformanceAnalysisofMechanicalSealsunderHydrostaticPressuresBasedonPorousMediaModelBaoChaoyingMengXiangkai，LiJiyun，PengXudong·(1．CollegeofMechanicalEngineering，ZhejiangUniversityofT

4、echnology，HangzhouZhejiang310032，China；2．TheMOEEngineeringResearchCenterofProcessEquipmentandItsRemanufacture，ZhejiangUniversityofTechnology，HangzhouZhejiang310032，China)Abstract：Astotheleakphenomenoncommonlyhappenedinthecontactingmechanicalseal，cons

5、ideringthesimilaritybetweenthefluidflowinporousmediaandthesealgapofthemechanicalsealendface，themodelofthepercolationflowbetweenmechanicalendfaceswasestablishedbasedontheporousmediamode1．Byderivingthemomentumequationandcontinuityequation，thegoverninge

6、quationisdeduced，whichissuitablefordescribingthefluidflowofmechanicalendface．Anewanalyticalsolutionevaluatingtheleakagerateofthemechanicalendfacewasintroduced．ThecalculatedresultswerecomparedwithonesobtainedbyCOMSOL．Theeffectofporosity，roughness，film

7、thickness，sealpressureandspringpressureonleakageperformancewasanalyzed．Theresultsshowthattheleakagerateisincreasedwiththeincreaseofpo—rosity，roughness，filmthicknessandthesealingpressure，anddeceasedwiththeincreaseofthespringpressure．Theob—tainedanalyt

8、icalresultsshowthesametrendwiththenumericalresults，whichverifiesthatthecurrentanalyticalmethodispracticalandfeasible．Keywords：mechanicalseal；percolation；porousmediamodel；leakbehavior机械密封通过弹性元件使动静环端面贴合达到密封[。封效果，但是由于表面粗糙度的存在端面间会形成大针对静压下机械密封端面间的渗漏。一般采用雷