计入热弹变形的周隙密封性能研究.pdf

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1、2011年2月润滑与密封Feb．2011第36卷第2期LUBRICAT10NENGINEERINGVo1．36No．2DOI：10．3969／j．issn．0254—0150．2011．02．022计入热弹变形的周隙密封性能研究陈玲陈锦辉顾越王小静(1．上海大学机电工程与自动化学院上海200072；2．上海汽轮发电机有限公司上海200240)摘要：对周隙密封进行热弹流研究，分析周隙密封的流场、压力场和温度场。计入热弹变形的作用，比较不同参数如转速和不同密封瓦材料等因素对密封性能的影响。研究表明：密封瓦热膨胀变形非常显著，密封瓦体的热变形为向

2、瓦体外部膨胀，使密封瓦油膜间隙变大，泄流量增大；随着转速的升高，密封瓦的侧泄流量和温升均迅速增加；使用热膨胀率较低的碳碳复合材料，将使密封瓦的侧泄流量和功耗大大降低。关键词：侧泄流量；热弹变形；复合材料；周隙密封中图分类号：TB42文献标识码：A文章编号：0254—0150(2011)2—092—4StudyofthePerformanceofPlaneSealIncludingThermo．elasticDeformationChenLingChenJinhuiGuYueWangXiaojing(1．SchoolofMechanical＆

3、ElectronicEngineeringandAutomation，ShanghaiUniversity，Shanghai200072，China；2．ShanghmTurbineandGeneratorLimitedCompany，Shanghai200240，China)Abstract：Theperformanceofplanesealswasstudiedwiththermo—elasticdynamiclubricationtheory．Theflowfield，filmpressureandfilmtemperatureofp

4、lanesealswereanalyzedincludingthethermo—elasticdeformation．Theeffectsofthesealmaterialandrotatingspeedontheperformanceoftheplanesealwerestudied．Itisfoundthatthesealingbushhasob—viousthermo—elasticdeformation，whichmakesoilclearanceincreaseandleakageincrease．Thesideleakagean

5、doiltem—peratureincreaserapidlywiththeincreaseoftherotatingspeed．ThesideleakageandpowerlossdecreasebyusingC／Cmaterialsignificantly．Keywords：sideleakage；thermo—elasticdeformation；composite；planeseal周隙密封是旋转机械中的重要零部件，随着机器本文作者针对周隙密封的压力场、温度场和热弹向高速、大功率方向发展，对密封瓦的密封性能提出变形进行数值模拟，讨论

6、不同转速和不同的轴瓦材料了更高的要求。周隙密封密封间隙内的流态十分复等因素对周隙密封性能的影响。杂，有周向旋转运动产生的剪切流，有沿密封轴向的1周隙密封有限元模型压差产生的轴向压力流，这两种不同性质的流动构成1．1密封瓦结构了密封的复合流场。所分析的密封瓦的结构参数见表1，其结构如图目前国内外对周隙密封进行了大量的研究。Li1所示，工作原理是通过密封瓦内液压系统提供的压假定密封端面进口有稳定的热能供给，运用有限元法力油，将密封瓦两端的气体隔离。压力油的人口沿密模拟计算了密封环的温度分布。Buck-3]在实验的基封瓦周向均布，密封瓦和转轴问隙

7、之间充满了润滑础上，提出了一个预估密封平面产生的热量值、温度油，故转动轴与密封瓦之间形成一层较薄的润滑场的分布和密封圈外表面的对流换热系数的方法。油膜。Luan和Khonsari等。研究讨论了层流的机械密封流场，并将能量方程应用于动密封圈和静密封圈之间的表1密封瓦结构参数湍流流场。Table1Structureparametersofsealingpad转轴直径d／mm7l1收稿日期：2010—08—16轴和密封瓦间径向间隙c／mm0．127作者简介：陈玲(1986一)，女，硕士研究生，研究方向为周隙轴向长度l／mm14．86密封的性能研究

8、．E—mail：chenlingcl@hotmail．con．2011年第2期陈玲等：计入热弹变形的周隙密封性能研究93密封瓦的工况参数见表2。表2密封瓦工况参数Table2Op