关键词：涡轮泵;深冷介质;动静压型机械密封;相变特性;液氧
摘 要：为研究液体火箭发动机涡轮泵中深冷低粘介质易汽化现象，基于均相沸腾模型建立了1种动静压结合型机械密封的相变润滑模型，提出了基于有限元的数值求解方法，以液氧为密封介质开展密封端面流体膜的相变特性分析，研究了工况参数(转速、压力和温度)对密封性能的影响规律，并与经典液相润滑模型进行对比分析。研究结果表明：当密封腔内氧为液态时，动静压型机械密封端面液氧相变发生于下游侧密封坝，相较于经典液膜润滑模型，相变作用下氧的质量泄漏率是液态条件下的10% ～ 20%，相变有助于减小氧的质量泄漏率，增强动静压型机械密封流体膜的承载能力，由于液氧的相变，端面流体膜开启力与温度间呈现非线性变化规律；研究范围内，螺旋槽槽深约为12μm时，动静压结合型端面密封具有较优地开启力和上游泵送率；由于均压槽和静压孔的隔离作用，螺旋槽和密封坝可进行独立设计。研究结果可为涡轮泵深冷介质端面密封的设计提供参考。
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