丙烯泵干氣密封端面流場數(shù)值模擬及實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、干氣密封即干氣運(yùn)轉(zhuǎn)密封，是一種應(yīng)用了開槽技術(shù)的氣體非接觸式密封。是從機(jī)械密封發(fā)展出來，和機(jī)械密封相比，可以有效的減少磨損、減少能耗、減少維修量、更重要的是可以減少泄漏發(fā)生。因而，現(xiàn)在已經(jīng)迅猛發(fā)展，尤其是在石油石化這類對密封有高要求的行業(yè)占領(lǐng)了很大的份額。
　　和傳統(tǒng)機(jī)械密封相比，干氣密封的結(jié)構(gòu)變化不大，干氣密封的動環(huán)上有開有一定形狀的氣體動壓槽，密封介質(zhì)換位氣體。開槽的槽型有螺旋槽、T形槽、弧形槽、人字槽、矩形槽等。本文中研究對象

2、為螺旋槽。當(dāng)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，工作氣體會被吸入動環(huán)表面的動壓槽內(nèi)，隨著吸入的氣體的增多，動壓槽根部氣體壓縮，壓力上升，翻出密封槽進(jìn)入密封面，當(dāng)干氣密封穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，氣體會將動靜環(huán)完全分開，達(dá)到無摩擦密封狀態(tài)。
　　本文采用實(shí)驗(yàn)研究和數(shù)值模擬相結(jié)合的方法來研究干氣密封氣膜的特征。在數(shù)值模擬階段用ProE建立干氣密封三維幾何模型，采用Gambjt對模型網(wǎng)格劃分，用FLUENT對特定工況下，對干氣密封進(jìn)行數(shù)值模擬。分別改變干氣密封運(yùn)行參數(shù)和幾何

3、尺寸，得到模擬結(jié)果。分析模擬結(jié)果可以得到，幾何尺寸的優(yōu)化區(qū)間:螺旋角17°≤α≤28°，槽深2≤hg≤9，槽數(shù)8≤Ng≤14，槽臺寬比0.4≤δ≤0.7，槽長壩長比0.4≤γ≤0.7，膜厚2≤h≤4。
　　在實(shí)驗(yàn)階段采用的是西安石油大學(xué)的干氣密封試驗(yàn)臺，選取幾何參數(shù)固定的動靜密封環(huán)，以氮?dú)鉃槊芊饨橘|(zhì)，改變轉(zhuǎn)速和壓力，通過測量相應(yīng)泄漏量和功率的改變，研究轉(zhuǎn)速和壓力對干氣密封性能的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明:單一改變轉(zhuǎn)速或壓力時(shí)，會引起增加泄