工況突變對(duì)流體靜壓型機(jī)械密封性能的影響研究.pdf

1、核主冷泵用機(jī)械密封處于高溫、高壓工作環(huán)境中，受注入水量劇烈波動(dòng)、主冷泵工作狀態(tài)突變或密封輔助系統(tǒng)故障等的影響，密封介質(zhì)溫度將在短時(shí)間內(nèi)瞬時(shí)升高或產(chǎn)生載荷突變（閉合力突然增加）。這些工況突變將會(huì)導(dǎo)致端面間的潤(rùn)滑狀態(tài)惡化，引起端面磨損，泄漏率陡增，潤(rùn)滑液膜不穩(wěn)定等一系列問題，造成機(jī)械密封偏離設(shè)計(jì)工況運(yùn)行，嚴(yán)重影響了機(jī)械密封的穩(wěn)定、安全和長(zhǎng)壽命運(yùn)行。因此，研究這些工況突變對(duì)密封性能的影響規(guī)律，對(duì)提高核主冷泵用機(jī)械密封的安全性和可靠性具有重要意

2、義。
　　 首先，考慮流體粘度隨壓力和溫度的變化，針對(duì)工況突變對(duì)流體靜壓型機(jī)械密封性能的影響，建立了廣義雷諾方程、能量方程和熱傳導(dǎo)方程的耦合理論模型(THD)，并對(duì)這些控制方程進(jìn)行了無量綱化，利用有限差分法對(duì)方程進(jìn)行數(shù)值計(jì)算。在穩(wěn)態(tài)工況下，研究了幾何參數(shù)對(duì)流體靜壓型機(jī)械密封性能的影響規(guī)律，獲得了最優(yōu)幾何參數(shù)值。
　　 其次，在弱瞬態(tài)熱傳導(dǎo)和強(qiáng)瞬態(tài)熱傳導(dǎo)條件下，分別研究了非平衡態(tài)下密封介質(zhì)瞬態(tài)溫升對(duì)流體靜壓型機(jī)械密封性能的

3、影響規(guī)律。結(jié)果表明，介質(zhì)瞬態(tài)溫升會(huì)破壞密封的原有狀態(tài)；溫升越快，密封性能參數(shù)波動(dòng)幅度就越大，但最終達(dá)到的穩(wěn)定值不變；考慮強(qiáng)瞬態(tài)熱傳導(dǎo)時(shí)的開啟力峰值要比考慮弱瞬態(tài)熱傳導(dǎo)時(shí)的大，且泄漏率、摩擦力、摩擦扭矩及開漏比的變化趨勢(shì)要緩慢。對(duì)應(yīng)于不同的幾何參數(shù)，介質(zhì)瞬態(tài)溫升對(duì)密封性能的影響也會(huì)有所不同。
　　 最后，考慮了工況突變引起的膜厚變化，即軸向振動(dòng)。結(jié)果表明，工況突變會(huì)導(dǎo)致流體靜壓型機(jī)械密封在短時(shí)間內(nèi)從某個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)遷移到另一穩(wěn)定狀態(tài)，