核主泵流体静压机械密封端面流场性能分析.pdf

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1、2016年7月润滑与密封Jul.2016第41卷第7期LUBRICATIONENGINEERINGVol.41No.7DOI：10.3969/j.issn.0254-0150.2016.07.009核主泵流体静压机械密封端面流场性能分析#朱维兵晏静江王和顺(西华大学机械工程学院四川成都610039)摘要：根据流体力学基本原理，考虑密封环的运动，建立静压机械密封端面流场的Reynolds方程，分析流场流动$类型，建立液膜径向压力、液膜刚度、阻尼的表达式，分析结构参数对液膜压力、液膜刚度和阻尼的影响，利用最小>二乘法得到稳定状态下液膜压力沿径向的分布曲线。通过MA

2、TLAB编程计算得到液膜刚度和阻尼随端面锥角和转折半

3、径的变化曲线。结果表明：刚度随着转折半径的增大而减小，随着端面锥角的增大而减小；阻尼随着转折半径的增大

4、而增大，随着端面锥角的增大而减小。端面锥角值应该在2’附近取值，转折半径应在130~140mm之间取值。^关键词：机械密封；端面流场；液膜压力；刚度；阻尼中图分类号：TH136文献标志码：A文章编号：0254-0150(2016)07-054-05StudyonFaceFlowFieldperformanceofHydrostaticPressureMechanicalSealinNuclearPower

5、PumpZHUWeibingYANJingjiangWANGHeshun(SchoolofMechanicalEngineering，XihuaUniversity，ChengduSichuan610039，China)Abstract：Basedontheprincipleoffluidmechanics，consideringthemotionofsealingrings，theReynoldsequationforhydrostaticpressuremechanicalsealinnuclearpowerpumpwasestablished，flowt

6、ypeofflowfieldwasanalyzed，theanalyticexpressionsforradialpressureofliquidfilm，liquidfilmstiffnessanddampingwereestablished.Theinfluenceofstructuralparametersonfilmpressure，stiffnessanddampingwereanalyzed.ThedistributioncurveoffilmpressureinradialdirectionwasgotbyLeastSquaresMethod.B

7、yMATLABprogramming，thedistributioncurvesoffilmstiffnessanddampingchangingwithfaceconedangleandturningradiuswereobtained.Analysisresultsshowthatthestiffnessisreducedalongwiththeincreasingofturningradiusandfaceconedangle，thedampingisincreasedalongwiththeincreasingofturningra-dius，andr

8、educedalongwiththeincreasingoffaceconedangle.Faceconedangleshouldgetitsvalueclosetothe2;，turn-ingradiusshouldgetitsvaluebetween130mmto140mm.Keywords：mechanicalseal；endfaceflowfield；liquidfilmpressure；stiffness；damping核主栗是压水堆核电站的关键设备，其功能是为FLUENT软件建立流场模型，分析流场的动态特反应堆回路冷却液提供循环动力。机械密封、水力

9、模性[1-4]。莫力根W基于单锥角收敛型流体静压密封，提型和轴承是核主栗的三大关键部件。机械密封是防止出了多锥角收敛间隙流体静压密封结构，建立了端面栗内放射性冷却剂泄漏的密封装置，结构复杂、技术流体液膜模型并进行分类讨论，为核主栗密封结构和含量高，其性能直接影响整个核电站的安全可靠运行。密封性能的优化提供依据。戴维奇[3]基于有限体积法，流体静压密封属于非接触式机械密封，在目前国内的对密封端面液膜进行三维数值模拟，得到了液膜压力核主栗中应用最为广泛。目前，机械密封端面流场分和速度分布规律，分析端面结构参数和系统操作参数析多集中在流体动压式领域，对静压式分析相对

10、较少。对密封性能的影响，得到了启动和稳