基于无限窄槽理论的双向多重组合螺旋槽液膜密封流场分析.pdf

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1、２０１６年４月润滑与密封Ａｐｒ?２０１６第４１卷第４期ＬＵＢＲＩＣＡＴＩＯＮＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧＶｏｌ?４１Ｎｏ?４ＤＯＩ：１０?３９６９／ｊ?ｉｓｓｎ?０２５４－０１５０?２０１６?０４?００１∗基于无限窄槽理论的双向多重组合螺旋槽液膜密封流场分析１１２１郝木明杨丹丹任宝杰王赟磊（１?中国石油大学（华东）密封技术研究所山东青岛２６６５５５；２?青岛海森流体机械工程研究院有限公司山东青岛２６６５５５）???摘要：基于无限窄槽理论推导螺旋槽液膜润滑非接触式机械密封压力分布公式，并校正螺旋槽进出口处的边缘影??响系数；计算表征液膜密封性能

2、的承载力、泄漏量、摩擦扭矩等参数，并进行验证；根据双向组合螺旋槽液膜密封的??特点，提出基于权重叠加的流场计算方法，并以交错槽为例进行计算，并与Ｆｌｕｅｎｔ模拟结果进行对比。结果表明：提???出的边缘影响系数计算方法更为合理；利用叠加法计算双向组合槽流场得到的结果与Ｆｌｕｅｎｔ模拟结果的误差在工程允???许范围内，验证该方法的可行性，为工程设计与分析提供了可靠的计算方法。??关键词：液膜密封；边缘影响系数；交错螺旋槽；叠加法中图分类号：ＴＨ１３６文献标志码：Ａ文章编号：０２５４－０１５０（２０１６）０４－００１－０６ＦｌｏｗＦｉｅｌｄＡ

3、ｎａｌｙｓｉｓｏｆＬｉｑｕｉｄＦｉｌｍＳｅａｌｓｗｉｔｈＢｉｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌＭｕｌｔｉｐｌｅＣｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｏｆＳｐｉｒａｌＧｒｏｏｖｅｓＢａｓｅｄｏｎＩｎｆｉｎｉｔｅＮａｒｒｏｗＧｒｏｏｖｅＴｈｅｏｒｙ１１２１ＨＡＯＭｕｍｉｎｇＹＡＮＧＤａｎｄａｎＲＥＮＢａｏｊｉｅＷＡＮＧＹｕｎｌｅｉ（１?ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＳｅａｌｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＰｅｔｒｏｌｅｕｍ，ＱｉｎｇｄａｏＳｈａｎｄｏｎｇ２６６５５５，Ｃｈｉｎａ；２?ＱｉｎｇｄａｏＨａｚｅｎＦｌｕｉｄＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎ

4、ｅｅｒｉｎｇＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅＣｏ．，Ｌｔｄ．，ＱｉｎｇｄａｏＳｈａｎｄｏｎｇ２６６５５５，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｔｈｅｏｒｙｏｆｉｎｆｉｎｉｔｅｎａｒｒｏｗｇｒｏｏｖｅｓ，ｔｈｅｐｒｅｓｓｕｒｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｆｏｒｍｕｌａｏｆｌｉｑｕｉｄｆｉｌｍｌｕｂｒｉｃａｔｅｄｎｏｎ⁃ｃｏｎｔａｃｔｉｎｇｍｅｃｈａｎｉｃａｌｓｅａｌｉｎｇｗｉｔｈｓｐｉｒａｌｇｒｏｏｖｅｓｗａｓｄｅｒｉｖｅｄ，ａｎｄｔｈｅｅｄｇｅｅｆｆｅｃｔｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｔｏｔｈｅｉｎｌｅｔｓａｎｄｏｕｔｌｅｔｓｏｆｓ

5、ｐｉｒａｌｇｒｏｏｖｅｓｗａｓｍｏｄｉｆｉｅｄ．Ｐａｒａｍｅｔｅｒｓｒｅｐｒｅｓｅｎｔｉｎｇｔｈｅｌｉｑｕｉｄｓｅａｌｉｎｇｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇｂｅａｒｉｎｇｃａｐａｃｉｔｙ，ｌｅａｋａｇｅｒａｔｅａｎｄｆｒｉｃｔｉｏｎｔｏｒｑｕｅｗｅｒｅｃａｌｃｕｌａｔｅｄａｎｄｖｅｒｉｆｉｅｄ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｔｈｅｌｉｑｕｉｄｆｉｌｍｓｅａｌｓｗｉｔｈｂｉｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｏｆｓｐｉｒａｌｇｒｏｏｖｅｓ，ａｆｌｏｗｆｉｅｌｄｃｏｍｐｕｔｉｎｇｍｅｔｈｏｄ

6、ｗｈｉｃｈｂａｓｅｄｏｎｗｅｉｇｈｔｅｄｓｕｐｅｒｐｏｓｉｔｉｏｎｔｈｅｏｒｙｗａｓｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ｔｈｅｆｌｏｗｆｉｅｌｄｗａｓｃａｌｃｕｌａｔｅｄｂｙｃｈｏｏｓｉｎｇｔｈｅｓｔａｇｇｅｒｅｄｓｐｉｒａｌｇｒｏｏｖｅａｓｔｈｅｅｘａｍｐｌｅ，ａｎｄｔｈｅｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｗａｓｃｏｍ⁃ｐａｒｅｄｗｉｔｈｔｈａｔｏｆＦｌｕｅｎｔｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｏｆｅｄｇｅｅｆｆｅｃｔｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｉｓｍｕｃｈｍｏｒｅｒｅａｓｏｎａｂｌｅ．Ｔｈｅｅ

7、ｒｒｏｒｓａｒｅｉｎａｌｌｏｗａｂｌｅｒａｎｇｅｏｆｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｆｉｅｌｄｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｍｅｔｈｏｄｔｏｃａｌｃｕｌａｔｅｂｉｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｇｒｏｏｖｅｆｌｏｗｆｉｅｌｄｕｓｉｎｇｗｅｉｇｈｔｅｄｓｕｐｅｒｐｏｓｉｔｉｏｎｔｈｅｏｒｙａｎｄｔｈｅｍｅｔｈｏｄｏｆＦｌｕｅｎｔｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ，ｗｈｉｃｈｖｅｒｉｆｉｅｓｔｈｅｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅｍｅｔｈｏｄｏｆｓｕｐｅｒｐｏｓｉｔｉｏｎ，ａｎｄｐｒｏｖｉｄｅｓｒｅｌｉａｂｌｅｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｆｏｒｅｎｇｉｎｅｅ

8、ｒｉｎｇｄｅｓｉｇｎａｎｄａｎａｌｙｓｉｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｌｉｑｕｉｄｆｉｌｍｓｅａｌ；ｅｎｄｅｆｆｅｃｔｓ；ｓｔａｇｇｅｒｅｄｓｐｉｒａｌｇｒｏｏｖｅ；ｍｅｔｈｏｄｏｆｓｕｐｅｒｐｏｓｉｔｉｏｎ［６］