多锥角收敛间隙流体静压密封的数值分析.pdf

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1、2010年10月润滑与密封0ct．201O第35卷第l0期LUBRICATIONENGINEERINGVo1．35No．10DOI：10．3969／j．issn．0254—0150，2010．10．020多锥角收敛间隙流体静压密封的数值分析莫力根蔡纪宁张秋翔李双喜(北京化工大学北京100029)摘要：根据单锥角收敛间隙流体静压密封模型，提出多锥角收敛间隙流体静压密封的结构，建立双锥角和_二锥角流体静压密封端面问液膜数值分析模型，采用Fluent流体分析软件计算得到端面间的压力和速度分，分析工怍参数如

2、转速、压力，密封结构参数如锥角等对密封性能的影响。结果表明：双锥角或三锥角模型，当其任意一个锥角增大，泄漏量和开启力都增大；越靠近内径的锥角大小对密封性能的影响越大；转速对密封性能影响大；增加锥角数量，可改善压力分布，提高开启力。关键词：静压密封；锥角；工作参数；密封性能中图分类号：TB42文献标识码：A文章编号：0254—0150(2010)l0一O8l一5NumericalAnalysisofMulti—coneAngleConvergenceGapHydrostaticPressureSeal

3、MoLigenCaiJiningZhangQiuxiangLiShuangxi(BeijingUniversityofChemicalTechnology，Beijing100029，China)Abstract：Thevariableconeanglestructureofconvergencegaphydrostaticpressuresealwaspresentedbasedonthesingleconeanglemode1．Thenumericalanalysismodelsofhydros

4、taticpressuresealsbetweenthefihnforthedoubleconeangleandtripleconeanglewereestablished，thepressureandvelocitydistributionswereobtainedbyusingfluidanalysissoftwareFluent．Theeffectsofoperatingparameterssuchasspeedandpressure，thesealingstructuralparameter

5、ssuchasconeangleonsealingperformancewereanalyzed．Theresultsshowthattheleakageandopeningforceincreaseobviouslywiththeincreasesofanyoftheconeanglesindoubleconeangleortripleconeanglemodels．Astheconeangleisclosetotheinnerdiameter，thesizeoftheconeanglehasmo

6、reinfluenceonthesealingperformance；speedhaslittleefectonthesealingperformance；thepressuredistributionwillimproveandtheopeningforcewillincreasewithincreasingthenumberofconeangles．Keywords：hydrostaticpressureseal；coneangle；operatingparameters；sealingperf

7、ormance机械密封是工程设备上一个重要的组成部分，封结构，提高密封性能。其中的径向收敛间隙密封属于自加压式流体静压式1工作原理密封。由于其流体膜有正刚度，故流体膜稳收敛间隙密封结构示意如图1所示，密封由密封定，承载能力较高，常被用于工作参数较高的动密动环(随泵轴一起转动)和不转动的密封静环组成。封条件下。参考文献[3]以某核电站主泵一级密密封注入液体流过动静环端面之间的间隙，间隙大小封为例，讨论了几种收敛楔形间隙流体静压机械密是受端面形状和系统的压力控制的。在正常工作压力封中流场的压力和速度分布

8、，分析了结构参数和操和泄漏量的范围内，液膜起着润滑和冷却的作作参数对密封性能的影响。在此基础上，本文作者用一。根据收敛间隙密封的特点，提出了多锥角收敛间隙2模型的建立密封结构，初步探讨了双锥角和三锥角模型。目前2．1边界条件设定无论在理论研究中还是工程实践中，关于多锥角的(1)层流流动，可忽略惯性力的影响。研究基本还是空白，而多锥角的研究有助于优化密(2)密封流体为水，黏度保持不变。密封非接触，热量产生非常少，忽略温度变化。(3)只存在径向压力变化。收稿日期：2010