端面微尺度效应和热黏效应对干气密封性能的影响

作     者：许静 彭旭东 白少先 李纪云 王玉明 XU Jing;PENG Xudong;BAI Shaoxian;LI Jiyun;WANG Yuming

作者机构：浙江工业大学过程装备及其再制造教育部工程研究中心浙江杭州310032 

出 版 物：《化工学报》 (CIESC Journal)

年 卷 期：2013年第64卷第9期

页      面：3291-3300页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 080203[工学-机械设计及理论] 0802[工学-机械工程] 0703[理学-化学] 

基　　金：国家自然科学基金项目(51175740 51275473) 浙江省自然科学基金杰出青年团队项目(R1090833) 教育部博士点基金项目(20103317110002)~~ 

主　　题：螺旋槽干气密封 表面粗糙度 滑移流 热黏效应 微尺度效应 

摘      要：考虑干气密封环端面微尺度效应及气膜的热黏效应,基于气体多变过程理论和气体润滑理论,对可压缩流体条件下的扩展平均雷诺方程进行修正,并应用有限元法进行求解;通过改变密封的操作参数,分析研究了端面微尺度效应和热黏效应对干气密封性能的影响规律。结果表明,干气密封在正常工作状态下,压力的升高使气体滑移流和表面粗糙度之间的耦合效应减弱,对泄漏率有固定的影响。若量纲1膜厚Hs3.5,应考虑表面粗糙度对密封性能的影响;当逆Knudsen数B≥21或Knudsen数Kn≤0.0476时,可忽略气体滑移流效应的影响;热黏效应和表面粗糙度能提高密封动压效应,降低泄漏率,而气体滑移流效应却使泄漏率增大,端面承载能力降低;在低速高压下,表面粗糙度比滑移流效应对密封性能的影响大;当外压po≥2.02MPa时,热黏效应在对密封性能影响中占主导地位。