基于FLUENT的直通式迷宫密封结构的优化.pdf

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1、2012年9月机床与液压Sep．2012第40卷第18期MACHINET00L&HYDRAULICSVo1．40No．18DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2012．18．004基于FLUENT的直通式迷宫密封结构的优化巴鹏，李旭‘，林茂，任希文(1．沈阳理工大学机械工程学院，辽宁沈阳110159；2．沈阳远大压缩机有限公司，辽宁沈阳110168)摘要：针对当前广泛使用的往复式迷宫密封式压缩机中迷宫密封结构进行深入研究，将迷宫密封内部结构尺寸和形状进行一定程度的更改并应用FLUENT软件进行仿真。结果表明：当迷宫密封节流片倾斜角度达到60。、空腔背部

2、更改成倒圆形状后，有助于增加间隙阻力、加剧空腔中能量的转化与耗散，使泄漏量在原设备基础上减少2％～4％左右，密封能力提高。而迷宫密封中的压力与原结构下的变化情况基本一致，压力的残余值接近于常压。关键词：迷宫密封；FLUENT软件；泄漏量；结构优化中图分类号：TH117．2文献标识码：A文章编号：1001—3881(2012)18—013—5StructureOptimizationofStraightLabyrinthSealBasedonFLUENTBAPeng。LIXu，LINMao。RENXiwen(1．SchoolofMechanicalEngineering，Sh

3、enyangLigongUniversity，ShenyangLiaoningl10159，China；2．ShenyangYuandaCompressorCo．，Ltd．，ShenyangLiaoning110168，China)Abstract：Thestructureoflabyrinthsealde】yusedinreciprocatinglabyrinthsealtypecompressorwasstudiedindepth．ThesimulationwasmadebyFLUENTsoftware，withthesizeandshapeoftheinternals

4、tructurebeingchangedappropriately．Theresultsshowthatwhenthelabyrinthsealthrottleplatetiltanglereachesto60。andthebackofcavityischangedintoroundingshape，thegapresistanceisincreased，energyconversionanddissipationinthecavityareaggravated．Asaconsequence，theleakagequantityisre·ducedabout2％～4％ont

5、hebasisoftheoriginalequipmentandthesealingabilityisimproved．Butpressurechangingconditioninthelabyrinthsealstructureisconsistentbasicallywiththatoforiginalstructure，andtheresidualdataisclosetoatmosphericpressure．Keywords：Labyrinthseal；FLUENTsoftware；Leakagequantity；Structureoptimization随着制造

6、、装配和运载水平的提高，非接触式密应用最为广泛，很多的其他结构(如等腰梯形)也封在密封领域的应用越发广泛，其中迷宫密封式压缩是由直通型通过局部尺寸的调整变化得来的。所以对机广泛应用于石油化工、冶炼、化肥、煤制气、天然直通式的研究也就具有了很强的指导意义。气、生物工程等领域中各种气体的压缩与输送，如：往复式迷宫密封压缩机通常情况下采用的是直通O：、N、COl1。将迷宫密封技术应用于活塞压缩型迷宫密封。通过近一个世纪以来各国研究者们的细机中，可以实现往复运动中活塞同气缸壁、活塞杆同致研究，无论是在早期的数学建模下的仿真，还是计填料之间的完全不接触，同传统往复式压缩机比较具算机技

7、术飞速发展后应用CFD软件得到的仿真，都有显著的优点。迷宫密封的制作费用要高出许多，在密封机制方面取得了不错的进展，其主要特性尺寸其原因与其说是密封功能本身的要求，还不如说是为(间隙宽度、空腔深度、间隙长度、齿形角)的变化了长时间地维持极小的密封间隙，不得不在结构上采是其中研究的重点方向，这些数值在一定范围内的变用成本较高的精密加工方法。为了进一步减少泄漏动的确会给迷宫的密封特性造成较为深远的影响，也量，改善迷宫密封内部结构也就成为了这一领域的重得到过一些较为基本的结论为：(1)随着间隙宽度要研究方向。的增加，密封