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作者：梁彦兵;丁思云;杨博峰;刘杰;彭骞;谢星;王永乐;
单位：合肥通用机械研究院有限公司;机械工业机械密封工程技术中心;通用机械关键核心基础件创新中心(安徽)有限公司;
摘要：针对高温高速等极端工况下某航空发动机燃油泵由于热力变形导致密封失效的问题，基于某加力燃油泵机械密封结构建立上游泵送机械密封的热流固耦合模型，采用专业流场计算软件及热流固耦合计算平台对极端工况下密封环的应力应变情况进行计算，并分析了转速20 000～40 000 r/min、压差0.5～9 MPa机械密封环应力应变的影响规律。结果表明：取密封端面液膜的厚度为2μm、螺旋槽槽深为6μm、槽数12个及螺旋角18°作为基础参数时，随着动环转速的升高，密封动静环均产生了一定的应力和应变，且动环的最大应力及最大变形量均大于静环，动静环变形量的最大差值达到了2.5μm；随着密封压差的增大，密封环的应力和应变值也线性增大，但密封环对压差的敏感程度较低，压差增大1 MPa，密封环的应变增大约0.02μm，最大应力增大约0.3 MPa；在不同工况参数下，密封环均会产生相应的应力和应变；在设计计算过程中不可忽略密封环应力应变对整体密封性能的影响。研究结果可为上游泵送机械密封在极端工况下的多物理场耦合计算提供一定的参考。
关键词：机械密封;;上游泵送;;应力应变;;热流固耦合
基金资助：国家重点研发计划(2023YFB3406300);; 合肥通用机械研究院有限公司青年科技基金项目(2023010783);; 中国机械工业集团有限公司青年科技基金项目(QNJJ-ZD-2023-09)
