衍生螺旋槽对超临界二氧化碳干气密封微气膜稳态特性影响

作     者：王宇飞 丁雪兴 马高峰 杨玺庆 严如奇 WANG Yufei;DING Xuexing;MA Gaofeng;YANG Xiqing;YAN Ruqi

作者机构：兰州石化职业技术大学机械工程学院甘肃兰州730060 兰州理工大学石油化工学院甘肃兰州730050 

出 版 物：《润滑与密封》 (Lubrication Engineering)

年 卷 期：2022年第47卷第8期

页      面：90-99页

学科分类：08[工学] 080203[工学-机械设计及理论] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

基　　金：国家重点研发计划项目(2020YFB2010001) 甘肃省高等学校创新基金项目(2020A-197) 甘肃省自然科学基金项目(21JR7RA775) 

主　　题：衍生螺旋槽 超临界氧化碳 干气密封 动态特性 交互耦合 

摘      要：以衍生螺旋槽为研究对象,建立衍生螺旋槽端面微气膜三维流动模型,通过软件REFPROP获取CO_(2)在不同压力温度下的物性参数,并导入Fluent计算得到了衍生螺旋槽和经典螺旋槽的膜压分布。对比分析衍生螺旋槽和经典螺旋槽S-CO_(2)干气密封开启力、泄漏率和气膜刚度,讨论不同入口压力和转速下湍流效应、实际气体效应以及离心惯性力对密封稳态性能的影响,揭示多种效应交互耦合对S-CO_(2)干气密封气膜动态特性的密封机制。结果表明:衍生螺旋槽的气膜开启力、泄漏率和气膜刚度等性能参数优于经典螺旋槽,这是衍生螺旋槽两级台阶作用的结果;随着转速的增加,在湍流效应和离心惯性力的交互耦合作用下,开启力、泄漏率及气膜刚度先增大后减小,随入口压力的增大,气膜开启力、泄漏率和气膜刚度均呈近似线性增大,且压力越大衍生螺旋槽和经典螺旋槽的差异越来越明显。