方向性微孔端面液體密封的理論與實驗研究.pdf

1、機械密封表面具有方向性特征的形貌可以改變潤滑液膜的流向，對流體產(chǎn)生導(dǎo)向和匯聚作用，并顯著提升多孔端面的動壓效應(yīng)，減少密封端面的泄漏和摩擦磨損。針對圓形微孔在低速高壓下動壓效應(yīng)較弱的局限性，提出采用不同排布、不同端面形狀方向性微孔端面密封進(jìn)行改善，并進(jìn)行了有關(guān)理論和實驗研究。
　　首先，考慮到密封端面間液膜的空化現(xiàn)象，基于流體潤滑理論和質(zhì)量守恒的JFO空化理論，建立了方向性微孔端面密封的理論模型，定義了方向性微孔幾何結(jié)構(gòu)參數(shù)和密封性

2、能參數(shù)，研究了端面液膜壓力場的求解方法，并對計算程序的可靠性進(jìn)行了驗證，確保了后續(xù)理論模擬和計算方法的正確性。
　　其次，基于上述理論模型和計算方法，在不同操作參數(shù)和幾何結(jié)構(gòu)參數(shù)下，對不同排布方式、不同端面形狀的方向性微孔端面密封的密封性能進(jìn)行了對比分析，揭示了方向性微孔產(chǎn)生高動壓效應(yīng)、低泄漏率的機理，并獲得了微孔端面密封幾何結(jié)構(gòu)參數(shù)的優(yōu)選值。結(jié)果表明:在相同操作條件下，相比于圓形微孔，方向性微孔提升了密封端面的流體動壓特性，降低

3、了端面泄漏率;其中長方形微孔端面密封的動壓效應(yīng)最顯著，菱形微孔端面密封的泄漏率最低，橢圓微孔端面密封的綜合性能最佳。
　　最后，針對蘭州石化公司催化劑微球泵用機械密封可靠性低的問題，提出了雙列方向性橢圓微孔端面密封新結(jié)構(gòu)和彈簧外置背冷式改進(jìn)結(jié)構(gòu)，在不同彈簧比壓、不同端面形狀微孔密封端面和密封介質(zhì)含一定顆粒濃度下，進(jìn)行了室內(nèi)臺架試驗和現(xiàn)場運轉(zhuǎn)試驗。結(jié)果表明:雙列方向性橢圓微孔能夠使密封端面獲得最低摩擦扭矩、溫升和磨損量，這種新型密封