端面開槽非接觸式氣體密封流動與傳熱研究.pdf

1、隨著工業(yè)的快速發(fā)展，高溫、高壓、高速的工作狀況使機械密封端面溫升過高，造成密封環(huán)的非正常磨損、熱裂、變形及端面間介質(zhì)汽化等問題，導(dǎo)致密封迅速失效。因此，對密封端面溫度場的研究非常重要，而流體的流動與傳熱是密切相關(guān)的。本文應(yīng)用計算流體力學軟件對密封端面間流體三維流動及溫度分布進行了數(shù)值計算。選取流體膜為研究對象，通過求解全三維N-S方程，得到密封端面的流場及速度場，并從流體的流動過程著手分析熱量產(chǎn)生的根源；然后求解能量方程，得到了流體膜及

2、端面溫度分布。結(jié)果表明流體膜溫度升高主要是在高速旋轉(zhuǎn)工況下，由流體內(nèi)部的粘性剪切作用及壓力梯度作用引起的，這些熱量及時地被阻塞流體和密封環(huán)傳出，避免了由端面局部溫升導(dǎo)致的變形。文章還分析了壓力、轉(zhuǎn)速等因素對密封性能及溫度場的影響，重點考慮了溫度對粘度的影響，得到了變粘度情況下的溫度分布。本文對螺旋槽氣體端面密封建立三維模型，網(wǎng)格劃分實現(xiàn)了從微觀尺度到宏觀尺度的快速過渡，并借助商用軟件成熟的可視化功能，對端面流體流動進行模擬，效果直觀，便