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高壓高轉速螺旋槽干氣密封浮環變形研究
丁雪興; 王晶晶; 張偉政; 陸俊杰; 陳金琳 蘭州理工大學石油化工學院; 甘肅蘭州730050; 浙江大學寧波理工學院; 浙江寧波315010
關鍵詞：流固耦合 柱面密封 浮環 流場分析
摘要：柱面螺旋槽干氣密封被應用于高參數工況時,由于浮環容易發生變形,影響密封系統的運行和性能。根據柱面干氣密封的結構特點,建立考慮流固耦合下的旋轉環和浮環的模型;繪制柱面氣膜計算域,利用獨有block映射技術的ICEM軟件對氣膜模型進行跨尺度網格劃分;采用Fluent對氣膜流場進行模擬計算,提取浮環表面所受氣膜承載力的變化函數;結合ANSYS Workbench將變化的氣膜壓力耦合到浮環固體表面上進行力變形求解,討論介質壓力、轉速對變形的影響規律。結果表明:浮環的變形主要表現為沿徑向的擠壓變形,浮環外邊緣處產生最大壓縮位移,且最大變形量超過了密封時的平均氣膜厚度,說明流場的變化對浮環的變形有一定的影響;浮環的最大變形量及應力值與介質壓力、轉速呈線性關系增加,其中介質壓力起主引導作用。
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