空化对低温浮动环密封流场和密封特性的影响

简介

为探究典型工况下单相和两相空化流动的流场及密封特性,对考虑过渡段的低温浮动环密封进行数值仿真,对比分析转子面、密封间隙轴向及周向的压力分布特点,并探究单相和两相流动条件下进口压力、进口温度、转子偏心率以及转子转速对泄漏量、进口损失系数、密封力和偏位角的影响。研究结果表明:同心状态下,单相流和两相流的流场均具有对称性;偏心状态下,单相流在大间隙内的介质压力要低于小间隙,而两相流在密封段出口附近呈现出相反规律,致使大间隙附近的空化程度更低;随进口压力和偏心率的增加以及转速的降低,泄漏量和密封力均增加,且两相流特性值均低于单相流对应值;两相流泄漏量和密封力均随进口温度的降低而增加,而单相流对应值受温度变化的影响不大;单相流偏位角受各个参数变化的影响均很小,密封力方向始终在最小间隙附近位置,而两相流偏位角的波动性则相对较大,且随进口温度的升高而加剧;单相流进口损失系数随进口压力升高、偏心率减小以及转速升高而略有增加,而两相流进口损失系数随各个参数的变化更为敏感。