阀门密封结构的渗漏特性数值分析

简介

以核反应堆系统中的安全阀密封结构为研究对象,建立了基于多孔介质理论的密封结构粗糙表面三维模型,采用Darcy定律推导了密封结构泄漏率的计算公式,研究了粗糙度、自相关长度、密封比压对表面特征的影响,以及粗糙度、密封面接触宽度对泄漏率的影响。结果表明,粗糙度与密封性能并非是线性关系,仅以粗糙度作为密封性能的评价指标是有局限性的;在粗糙度一定的情况下,自相关长度也会对密封界面孔隙率、渗透率产生影响,从而影响安全阀的密封性能;密封比压减小导致接触高度增大,使得阀座阀瓣间的孔隙率迅速增大,造成密封结构的渗漏特性增强;粗糙度的增大使得泄漏率呈非线性增大趋势,密封面接触宽度的增加使泄漏率线性减小。