扰变工况下不同表面结构机械密封瞬态特性分析

徐鲁帅; 王赟磊; 张帆; 郝木明; 袁小阳

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扰变工况下不同表面结构机械密封瞬态特性分析

更新时间：2025-07-09

- 扰变工况下不同表面结构机械密封瞬态特性分析
- 暂无标题
- 西安交通大学学报 2020年第1期页码：56-63
- 作者机构：
  
  1. 西安交通大学现代设计及转子轴承系统教育部重点实验室
  2. 中国石油大学(华东)新能源学院
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金资助项目(11872289,51775412);国家自然科学基金青年基金资助项目(51805409)
- DOI：
  中图分类号： TH136
- 纸质出版：2020
- 稿件说明：
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徐鲁帅, 王赟磊, 张帆, 等. 扰变工况下不同表面结构机械密封瞬态特性分析[J]. 西安交通大学学报, 2020,(1):56-63.
徐鲁帅, 王赟磊, 张帆, 等. 扰变工况下不同表面结构机械密封瞬态特性分析[J]. 西安交通大学学报, 2020,(1):56-63. DOI：

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摘要

针对快变升速、密封腔压力波动、轴系扰动等扰变工况导致的非接触式机械密封动环与静环碰摩、泄漏加剧及动力失稳等问题

提出了一种内径螺旋槽、外径波锥槽和中间坝区组合的新型表面结构

并将其与螺旋槽、波锥坝槽的降漏减振功效进行了比较。首先

建立了扰变工况下摩擦学与动力学耦合的数学模型;然后

基于给定扰动工况的表征函数

全时间域联立求解含流量因子、接触因子、挤压项与考虑质量守恒空化边界的润滑方程、Jackson-Green接触方程及补偿环轴向动力学方程;最后

以承载力、泄漏量、膜厚为主要指标

对3种表面结构的瞬态响应进行了对比分析。结果表明:新型组合槽在多类扰变工况下具有出色的密封性能与稳定性

启动阶段泄漏量始终保持在最低水平

与波锥槽脱开转速相差500 r/min

压力波动工况下组合槽膜厚振动最大幅值仅为3μm

与螺旋槽相比

轴系扰动工况下其接触冲击载荷减小12 kN

瞬时泄漏量减少400 L/h。研究结果可为扰变工况下表面结构优化设计与稳定性提升提供参考。

Abstract

关键词

Keywords

references

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