基于热流固耦合密封环-液膜多体结构的性能分析

作者:张伟政; 徐理善; 陆俊杰; 丁雪兴; 李少峰
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机械密封的性能对船用核心设备海底混流泵的热控效率和稳定运行有重要影响。针对混输泵的工作状态和机械密封的使用环境,建立了密封环液膜多体结构的三维模型。考虑到热效应、力效应和流体效应等多个领域的协同效应,采用热-流-固耦合数值模拟技术,研究了密封环液膜多体结构在模拟实际工况下的性能变化规律,分析了其润滑特性、润滑性能和润滑性能,得到了液膜多体结构密封圈在不同工况下的力学特性和温度特性。结果表明,在液膜密封圈的多体结构中,密封圈的最大变形和最高温度出现在螺旋槽区域。随着转速和压力的增加,密封开启力和泄漏量增加,但转速的影响明显大于压力的影响。压力对应力的影响明显大于速度,尤其是当压力超过6MPa时,密封面的接触压力相对不均匀。由于对流换热和气流粘性剪切的影响,转速对密封面温度的影响大于压力的影响。特别是在500r/min的低转速区域,密封圈液膜结构的温度超过75,不同径向位置的温差也非常明显,这将导致机械密封损坏。