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船舶艉轴机械密封的数值模拟与试验研究

船舶艉轴的机械密封在航行中起着至关重要的作用。它的主要功能

是防止在船舶航行时从艉轴会泄漏水进入船舱，从而保证艏轮所连接的

传动系统，减轻摩擦，延长艉轴的使用寿命，并降低操作和维护成本。

然而，在实际使用过程中，艉轴机械密封也存在一些不可避免的问题，

比如泄漏、摩损和噪声等，这些问题的发生不仅会影响密封的性能，还

可能带来安全隐患和效率问题。

因此，本文通过数值模拟和实验研究的方法，探讨船舶艉轴机械密

封的问题和解决方案。

一、数值模拟

在数值模拟方面，我们可以采用计算流体力学（CFD）模拟的方法，

对艉轴机械密封的流场进行模拟和分析。通过建立数学模型、采用流体

动力学方程和边界条件，可以获得压力场、流速场、涡旋及流向等详细

信息，进而分析和评估机械密封的性能。

其中，模型建立的准确性和流场特性的计算精度是影响模拟结果的

关键因素。在实际应用中，我们需要考虑到实际环境的复杂性、边界条

件和其他因素，以确保模型的准确性和实用性。同时，基于数值模拟的

结果，我们可以对艉轴机械密封的流动特征进行深入分析，并对机械密

封的优化和改进提供了有效的依据。

二、实验研究

在实验研究方面，我们可以通过水槽试验和试车试验两种方法进行

研究。

水槽试验：可以模拟实际情况下的水压和流速，通过建立实物模型、

控制流量大小和测量泄漏信息等手段，可以对机械密封的性能进行测试。

这种试验方法具有可控性强、操作便捷、数据易于获取等优点，可对开

发和测试尚未完全成型的新型密封件具有重要的指导意义。

试车试验：在实际航行和运输过程中，尤其是在开展海洋工程和海

上油气开发任务时，试车试验是必不可少的性能测试手段。在试车过程

中，可以对机械密封进行多维度的测试和监测，以评估其性能和稳定性。

同时，还可以对各种故障和问题进行排查和分析，为机器密封的优化和

改进提供重要参考。

总之，船舶艉轴机械密封的数值模拟和试验研究是提高密封性能和

稳定性的重要方法，可以帮助我们更好地理解和研究机械密封的流体动

力学特性、机理和优化方案，为船舶行业提供更安全、更高效的服务。