关键词：机械密封;螺旋槽;湍流;流动损失
摘 要：为了研究高转速液膜润滑螺旋槽机械密封湍流流动特性，基于k-ω湍流模型，计算了密封端面液膜相对速度、压力与湍动能分布，并分析了不同转速与膜厚下密封开启力、泄漏率与端面各流动熵产损失占比。结果表明：槽区位置流体速度小，密封堰区流体速度大；液膜压力分布呈周期性，在螺旋槽背面前1/2流向位置处产生了空化；螺旋槽入口湍动能较大，在螺旋槽深度方向上，越靠近密封动环螺旋槽底壁面，流体湍动能越大；流体膜区域总熵产损失明显大于螺旋槽区域，总壁面熵产损失占比≥60%，总湍流流动损失占比≥30%；随着转速增加，开启力与泄漏率增大，壁面熵产损失增加，直接熵产损失降低，当转速≥10 000 r/min时，湍流与脉动熵产损失相对稳定，占比35.64%～37.24%；随着膜厚增加，开启力降低，泄漏率增大，壁面熵产损失先增大后减小再增大，直接熵产损失降低，当膜厚≥4 μm时，湍流与脉动熵产损失相对稳定，占比40.26%～42.15%。研究结果可为高转速低能耗机械密封结构设计提供理论指导。
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