高速高温工况下石墨圆周密封特性及性能仿真研究

摘要

圆周密封是旋转机械动力设备密封技术的重要环节，目前关于高工况参数（高速高温）下圆周密封特性及性能的研究较为匮乏。为此，建立了高速高温工况下圆周密封的流固热耦合数值分析模型，分析了工况参数（转速、温度、密封压差）对圆周密封性能的影响，并通过实验验证了所建模型的准确性。结果显示，密封环主密封面的应力分布较为均匀，最大应力出现在搭接头处；密封面仅发生微小变形，唇缘和搭接头处的应变较大；密封环整体温度分布较为均匀，主密封面的温升明显；流体薄膜介质的黏度在主密封面没有变化，在入口处介质密度最大；圆周密封的泄漏量随着转速增大、温度升高而略微减小，随着密封压差增大而显著增大，表明密封压差对泄漏量的影响较大；密封环的主密封面存在混合润滑，运转前后石墨环的副密封面无明显磨损，主密封面磨损较为严重。

关键词

圆周密封 / 高速高温工况 / 流固热耦合 / 泄漏特性

基金资助

国家重点研发计划(2022YFB3303600)