中低速下干气密封型槽仿生改进研究.pdf

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1、第34卷第1期摩擦学学报Vol34No12014年1月TribologyJan，2014中低速下干气密封型槽仿生改进研究彭旭东，张风云，白少先，李纪云(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：为解决干式气体端面密封在中低速或启动停车阶段密封性能不稳定的问题，在现有螺旋槽端面型槽结构的基础上借鉴仿生学设计方法提出了仿生多流通道螺旋槽干气密封端面结构．基于气体润滑理论模型，采用数值分析方法计算了气体端面气膜压力控制方程一雷诺方程，研究对比了普通螺旋槽和多流通道槽的端面压力分布．在改变操作参数和端面气膜厚度的条件下

2、分析对比了普通螺旋槽和多流通道槽两种干气密封的开启力，泄漏率’网0度和刚漏比的变化规律，并研究了槽的通道数对密封性能的影响规律．结果表明：中低速下多流通道细长螺旋槽具有高的稳定性和好的密封性，汇流槽在增加密封稳定性的同时可降低泄漏率．关键词：干气密封；型槽；密封性能；仿生设计中图分类号：TH117．2文献标志码：A文章编号：1004—0595(2014)01—0043—08BionicImprovementofaSpiral-—-GroovedDryGasSealatMid---and---LowSpeedPENGXu—dong，ZHANGFen

3、g—yun，BAIShao—xian，LIJi—yun(CollegeofMechanicalEngineering，ZhejiangUniversityofTechnology，Hangzhou310032，China)Abstract：Inordertosolvetheproblemofpoorstabilityinthedrygassealatmid—and—lowspeedorstart—stopphase．anewtypeofdrygassealwithmulti—pathspiralgroovewaspresentedbasedond

4、esignofcommonspiralgrooveandbionic．Reynoldsequationwasresolvedbyusingnumericalanalysismethod．Acomparisonstudyongasfilmpressuredistributionofadrygassealwithbionicmulti—pathspiralgroovesandcommonspiralgrooveswascarriedout．Analysisandcomparisononopeningforce，leakagerate，stiffnes

5、sandratiotoleakageofadrygassealwithbionicmulti—pathspiralgroovesandcommonspiralgrooveswasstudiedunderdifferentpressureandfilmthickness．Theinfluenceofnumberofchannelsonsealingperformancewasmade．Theresultsshowthatadrygassealwithbionicmulti—pathspiralgrooveshadlowerleakageandbet

6、terstabilityatmid—and—lowspeed．Thegrooveswithannularcanimprovesealstabilityandreduceleakagerate．Keywords：drygasseal，grooves，sealingperformance，bionicdesign目前，干式气体密封(drygasseal，简写为DGS)气膜刚度是保持密封端面非接触状态极其重要的参正在向发酵罐、反应釜等大轴径中低速设备或高压数，但是保持一定的气膜刚度又将以较大的泄漏量聚合釜推广卜，但是此条件下的密封端面开启较为代价，因此

7、确保DGS具有高气膜刚度的同时要求困难，振摆比较严重，不易建立稳定的气膜．而泄漏量较低是主要难点．研究发现，现有的密封型槽Received18June2013，revised4September2013，accepted19September2013，availableonline28January2013．Correspondingauthor．E—mail：xdpeng@126．com，Tel：+86—571—88320800．TheDrojectwassupportedbytheNationalNaturalScienceFoundatio

8、nofChina(51175740，51275473)，ZhejiangNaturalScienceFundationforOutsta