液膜潤滑動壓型機械密封空化特性研究.pdf

1、隨著核電、航空、能源和化工等行業(yè)的發(fā)展，對高PV值下機械密封的性能和使用壽命提出了越來越高的要求。非接觸式機械密封憑借動靜壓效應在密封端面間形成厚度為微米級別的潤滑膜而實現(xiàn)非接觸，有效提高了密封潤滑性能和使用壽命，成為機械密封的重要發(fā)展方向。液膜空化是液膜潤滑機械密封中存在的一種流體力學現(xiàn)象，是液膜形成開啟力、實現(xiàn)端面非接觸的重要原因之一，但是，空化對非接觸式液膜潤滑機械密封性能的影響機理及液膜內(nèi)部空化流動問題仍處于探索之中。本文在國家

2、自然科學基金項目(51279067)和航空科學基金項目(201328R3001)的資助下，以液膜潤滑螺旋槽機械密封為研究對象，從理論分析、數(shù)值計算和實驗研究等三方面入手，分析了液膜潤滑機械密封空化機理、發(fā)展過程和對密封性能的影響規(guī)律，主要研究工作及取得的結論如下:
　　1、基于空化類型和空化模型的介紹，從低壓場和氣核理論等角度去認識空化現(xiàn)象的本質(zhì)，從宏觀和微觀的角度詳細闡述了機械密封產(chǎn)生空化的機理，分析認為機械密封液膜的空化現(xiàn)象主

3、要是水動力空化，屬于間隙空化和局部空化，造成液膜低壓場的原因主要是狹小間隙、表面微加工槽型和表面粗糙度。
　　2、通過對比相關文獻和數(shù)值計算得到的液膜厚度、空化區(qū)域和摩擦扭矩等性能數(shù)據(jù)，驗證了本文所選用的空化模型在液膜潤滑動壓型機械密封性能分析中的適用性。通過MSTS-Ⅳ機械密封試驗得到摩擦扭矩，對比試驗差值和模擬差值，表明考慮空化模型的摩擦扭矩更接近試驗結果。
　　3、基于上述空化模型，分析了轉(zhuǎn)速、壓力和氣核含量對空化效應