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流体机械2025年第03期:超高速微织构螺旋槽干气密封热-流-固耦合分析

来源:期刊VIP网 时间:


作者:刘暅豪;丁雪兴;丁俊华;

单位:兰州理工大学石油化工学院;

摘要:为探究超高速干气密封端面轴向变形对密封性能的影响规律,在考虑力载荷、热载荷作用下,建立三维几何固体域模型以及流体域模型,引入Air真实气体效应、湍流效应等多重复杂效应情形下,研究超高转速干气密封间隙流体对动、静环耦合面轴向变形规律以及变形对密封性能影响。研究表明,当n为40 000 r/min,P_i为8~14 MPa,T_i为373.15~493.15 K时工况条件下,密封环端面出现不同程度的微变形;当n为40 000 r/min,P_i为11 MPa,T_i为373.15 K时工况条件下,力变形下的泄漏率最大(MS-DGS,4.19 g/s),热变形下的泄漏率最小(MS-DGS,1.69 g/s),在热-流-固耦合变形下,泄漏率是介于力变形和热变形范围之间(MS-DGS,3.66 g/s);MS-DGS端面轴向变形较S-DGS端面轴向变形较小,且MS-DGS较S-DGS泄漏率降低1.94%。研究可为超高速干气密封的优化设计提供参考。

关键词:干气密封;;微织构;;超高速;;真实气体效应;;热-流-固耦合;;变形

基金资助:国家重点研发计划(2020YFB2010001);; 研究生“创新之星”项目(2023CXZX-431)