丙烯泵干氣密封端面流場(chǎng)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(kāi)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(lái)，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(duì)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(dòng)環(huán)上有開(kāi)有一定形狀的氣體動(dòng)壓槽，密封介質(zhì)換位氣體。開(kāi)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(duì)象

2、為螺旋槽。當(dāng)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，工作氣體會(huì)被吸入動(dòng)環(huán)表面的動(dòng)壓槽內(nèi)，隨著吸入的氣體的增多，動(dòng)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(huì)將動(dòng)靜環(huán)完全分開(kāi)，達(dá)到無(wú)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(lái)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(duì)模型網(wǎng)格劃分，用FLUENT對(duì)特定工況下，對(duì)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(tái)寬比0.4≤δ≤0.7，槽長(zhǎng)壩長(zhǎng)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(tái)，選取幾何參數(shù)固定的動(dòng)靜密封環(huán)，以氮?dú)鉃槊芊饨橘|(zhì)，改變轉(zhuǎn)速和壓力，通過(guò)測(cè)量相應(yīng)泄漏量和功率的改變，研究轉(zhuǎn)速和壓力對(duì)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(huì)引起增加泄