V型槽开口角度对端面干气密封稳态特性的数值分析

简介

端面干气密封已广泛应用于化工旋转机械中,但对于其密封副的双向旋转槽型缺少系统的研究。针对V型槽端面干气密封运行原理和结构特点,在气膜润滑理论的基础上,建立了相应的数学模型。采用中心差分法对压力和气膜厚度控制方程进行了耦合求解,并验证了编制程序的正确性。随后利用验证后的代码对端面干气密封的稳态特性参数展开了计算,并分析讨论了工况参数改变时V型槽不同的开口角度对端面干气密封稳态特性参数的影响。研究表明:本研究所数学模型具有一定的普适性,而且V型槽开口角度为α=15°的密封性能最好,四种开口角度所产生的密封效果优劣排序为α=15°>α=60°>α=30°>α=45°。V型槽端面干气密封在所讨论的工况参数范围内,气膜开启力和气膜摩擦力随转速和压力的增大而提高;泄漏量随转速的增大略微下降,随压力的增大而呈线性增大。此研究结果为端面干气密封的双向旋转槽型的设计与研究提供了参考依据。