关键词：非接触式机械密封;数值模拟;计算流体力学;均匀试验设计;优化;NSGA2遗传算法;交互作用
摘 要：泄漏率和开启力是在研究非接触式机械密封性能需要考虑的2个重要指标.目前针对非接触式机械密封的结构优化研究，仅限于固定内径的密封环，优化结果缺乏通用性.以新型扩压式自泵送流体动压机械密封为研究对象，利用数值模拟方法分析了端面重要结构参数对其密封性能的交互影响；基于均匀试验设计和多元回归分析法建立了扩压式自泵送流体动压机械密封的开启力和泄漏率预测模型；采用NSGA2遗传算法进行双目标寻优，得到Pareto最优解集，再结合TOPSIS法从解集中筛选出了不同权重下的最优结构参数.研究结果表明：对于中小轴径的扩压式自泵送流体动压机械密封，动环端面密封坝坝长与扩压环槽槽宽的比值在1.46～2.01之间，螺旋槽槽长和扩压环槽槽宽的比值在1.32～1.86之间时，密封性能最优.研究成果为扩压式自泵送流体动压机械密封动环端面的设计提供理论基础.
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