关键词：机械密封;扩压环槽;自泵送;综合密封性能;数值模拟
摘 要：扩压式自泵送流体动压机械密封作为1种新的密封结构形式具有优异的密封性能和广泛的应用前景.分别设计出具有等截面型扩压环槽、发散型扩压环槽、收敛型扩压环槽和圆弧型扩压环槽4种扩压式自泵送流体动压机械密封，引入综合评价因子η，通过Fluent数值模拟分别对其综合密封性能进行了分析.基于最佳的扩压环槽结构，通过正交试验，对密封面结构参数进行优化.结果表明：等截面型扩压式自泵送流体动压机械密封综合密封性能最优；在试验参数范围内，螺旋槽数N_g和密封环外径r_k对泄漏率均有影响，且螺旋槽数N_g影响最为显著.密封环外径r_k和螺旋角α对开启力均有影响，其中密封环外径r_k的影响更为显著，随密封环外径的增大，开启力迅速增大.依据正交试验分析结果，对密封面结构参数进行了优化，在其他边界条件均不变的情况下，新的因素水平组合得到的泄漏率最低为0.784 361 ml/h，此时开启力大小为3.958 962 kN.
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