倾斜椭圆微孔端面机械密封的回吸现象及对泄漏量影响.pdfVIP

第49卷第2期 工程科学与技术 v01．49No．2 2017年3月 ADVANCEDENGINEERINGScIENcES Mar。2017 ·化学工程与材料工程· 188 倾斜椭圆微孑L端面机械密封的回吸现象及对泄漏量影响 吉 华，陈 枭，王彦镐，张 科，陈 志 (四川大学化学工程学院，四川成都610065) 摘 要：目前研究成果直接或者间接表明机械密封端面加工孔或槽可能会产生间隙流体的回吸，从而减少泄漏量，回 吸的现象和机理都需要深入研究。基于Fluent多相流空化模型，针对倾斜椭圆形微孔端面机械密封，建立了其中1个 微孔周期的间隙流体的3维数值计算模型，通过改变内外径压差、转速等密封工况参数，研究了回吸现象产生的原因 以及回吸现象对泄漏量的影响。首先，通过流动因子判定流动状态、网格无关性分析确定网格尺寸，并于文献计算结 果对照，保证了计算模型的正确性。然后，通过数值模拟实验，在靠近泄漏侧微孔单元的r一口平面流线图和密封间隙 出口截面径向速度云图中直接观察到了回吸现象。随后，分析了r—日平面的压力场、径向方向速度场，结果表明，由于 微孔而存在发散间隙，因为动压效应引起出口附近的流体压力降低，低于密封间隙出口压力，造成了间隙流体产生回 吸现象。回吸现象因流体动压效应的增强而增强，压力的降低将导致空化现象，空化效应阻止了回吸的增强。最后，通 过分析外泄量和回吸量曲线，研究了回吸现象在不同内外径压差△p和转速n下的变化规律。随着回吸现象的出现，泄 漏量会出现明显的降低，甚至会出现零泄漏。可以利用倾斜微孔的回吸现象降低机械密封的泄漏量。 关键词：机械密封；倾斜椭圆形微孔；回吸现象；泄漏量 中图分类号：THll7．2 文献标志码：A 文章编号：2096—3246(2017)02_0248-06 ouⅡetSuctionand ofMechaIIicalSealwithI眦lined Leakage ElUpticalDiIIlples Zk jiHu毡、CHENXi∞．WANGY∞也∞，zHANGKe。CHEN ofChemical (College Eng．，sichuanuniv．，chengdu610065，china) hasbeenshowed or thelubrieantis Abstract：It that tobesuckedbackintothemechanicalsealwit王l directlyindirectly possible dimples or inthe studies．This suctio”inthis decreasethe studiesare grooVesexisting phenomenon，termed“outletp印er，may leakage．Further still forthis anditsmechanism．Athree—dimensionalnuidnumeIical onthe nowcav— requir