水蒸气润滑干气密封启动过程研究

发布时间：2021-08-09 02:15

　　水蒸气为实际气体,研究水蒸气润滑干气密封的启动过程,对汽轮机密封的启动、运行有重要意义。选用GW模型,由实验确定接触模型参数。经实验确定的接触模型参数为:微凸体曲率半径R=3.7310μm,微凸体面积密度η=0.1458μm^-2。在开启过程中,随着转速增加,气膜承载力持续增加,闭合力保持不变,接触力迅速减小至零。当转速达到一定值时,气膜承载力与闭合力相等,此时,密封端面完全脱开。以微凸体曲率半径R为变量时,R增大,接触力增加、气膜承载力减小;以微凸体面积密度η为变量时,η增加,接触力增加、气膜承载力减小。将本文接触模型数据和Etsion等的模型数据对比,分析接触模型参数对开启性能的影响。发现依据本文接触模型数据计算的接触力稍小、开启力稍大、槽根压力稍大,在低转速时,泄漏率稍小、开漏比稍大。 

【文章来源】：化工学报. 2020,71(08)北大核心EICSCD

【文章页数】：10 页

【部分图文】：

单端面机械密封

GW接触模型是将赫兹弹性接触理论与表面粗糙度的统计理论相结合，并将两个粗糙表面的接触简化成一个等效粗糙表面与光滑表面的接触。使用GW模型时，通常需要确定两个主要参数：微凸体峰顶曲率半径R和微凸体面积密度η，它们的计算公式分别为[21-22]:式中，m2、m4分别为粗糙表面轮廓谱函数的二阶、四阶矩，可由表面轮廓的谱函数s(f)确定[23],f为各种表面粗糙峰（轮廓高度）出现的频率。假定粗糙表面轮廓高度的谱函数与f-k正相关[23]，其中k称为谱指数[24]，则表面轮廓的谱函数满足

根据轮廓仪测量得到的静环(carbon)和动环(SiC)轮廓均方根偏差Rq和均方根斜率Rdq。分别代入式(8)～式(11)计算，得到以下结果：静环(carbon):m0s=0.004900μm2,m2s=0.002725,m4s=0.012424μm-2；动环(SiC):m0r=0.004096μm2,m2r=0.003944,m4r=0.019313μm-2。图4 动环测试数据曲线

【参考文献】：
期刊论文
[1]水蒸气润滑螺旋槽干气密封性能分析[J]. 范瑜,宋鹏云.  润滑与密封. 2019(07)
[2]螺旋槽底表面粗糙度对干气密封性能的影响[J]. 毛文元,宋鹏云,邓强国,许恒杰.  润滑与密封. 2017(01)
[3]大轴径干气密封国内外发展现状及国产化应用[J]. 宋黎明.  化工设备与管道. 2016(01)
[4]实际气体对T槽干气密封动态特性的影响[J]. 宋鹏云,胡晓鹏,许恒杰.  化工学报. 2014(04)
[5]干气密封启动过程中的声发射信号特征[J]. 高志,林尤滨,黄伟峰,索双富,王玉明.  清华大学学报(自然科学版). 2013(03)
[6]典型螺旋槽端面干式气体密封动压开启性能[J]. 彭旭东,刘坤,白少先,李纪云,盛颂恩.  化工学报. 2013(01)
[7]干式气体端面密封的开启特性[J]. 李双喜,宋文博,张秋翔,蔡纪宁,高金吉.  化工学报. 2011(03)
[8]粗糙表面接触模型的研究进展[J]. 魏龙,顾伯勤,冯飞,冯秀,孙见君.  润滑与密封. 2009(07)
[9]干气密封启动过程研究[J]. 王和顺,陈次昌,黄泽沛,王新霖.  润滑与密封. 2006(01)

博士论文
[1]透平机械自适应气膜密封增效减振性能的理论与试验研究[D]. 许万军.东南大学 2018



本文编号：3331158