基于分形理论的接触式机械密封端面摩擦热模拟计算

发布时间：2021-02-18 03:01

　　通过模拟计算,分析工作参数和端面形貌分形参数对接触式机械密封端面摩擦热的影响。基于机械密封端面接触分形模型,考虑密封端面摩擦热、摩擦系数、端面温度之间相互影响的关系,提出了密封端面摩擦热的耦合计算方法。对内流式部分平衡型机械密封端面摩擦热的影响因素进行了计算分析。结果表明,随着弹簧比压或密封流体压力的增大,密封端面摩擦热线性增大;随着转速的增大,密封端面摩擦热近似线性增大,且密封端面越光滑,摩擦热的增量越大;随着端面分形维数的增大或特征尺度系数的减小,密封端面摩擦热非性线增大,且随着密封端面趋于光滑,摩擦热的增幅变大。 

【文章来源】：流体机械. 2020,48(05)北大核心

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

端面摩擦热耦合计算流程

以图2所示的内流式部分平衡型机械密封为例进行计算分析。机械密封动环为镶嵌式硬质环,面环材料为硬质合金YG8,座环材料为301不锈钢;静环为整体式软质环,材料为碳石墨M106K。密封面内直径d1=0.069 m、外直径d2=0.078 m、平衡直径db=0.07 m。密封环简化为当量筒体后的相关参数见表1。密封流体为清水,温度tf=20 ℃。2.1 工作参数对密封端面摩擦热的影响

通过模拟计算得到不同密封端面形貌分形维数D和特征尺度系数G组对时,弹簧比压ps对密封端面摩擦热QF的影响如图3所示。计算时,取密封流体压力p=0.5 MPa、转速n=2 900 r/min。由图3可知,增大弹簧比压ps,则密封端面摩擦热QF线性增大。弹簧比压ps对端面比载荷pg和摩擦系数f有影响。随着弹簧比压ps的增大,摩擦系数与端面比载荷的乘积fpg线性增大,从而引起端面摩擦热线性增大。


本文编号：3038937