三种气体对干气密封性能影响

姚文博，石成江

三种气体对干气密封性能影响

姚文博，石成江

（辽宁石油化工大学机械工程学院，辽宁 抚顺 113001）

基于CFD数值模拟的方法，对比研究了三种不同密封气的流场特征和对主要密封指标参数的影响。结果表明，密封端面间气膜在径向存在较大的压力梯度，压力从内径向外径的变化逐渐上升，大约在槽根部达到最大值，之后从槽根处逐渐减小到外径。从气膜刚度、泄漏量及刚漏比三个方面讨论了不同密封气体对单端面密封结构密封性能指标参数的影响，不同介质气体对动环密封端面气膜刚度和泄漏量影响明显。

干气密封；气膜刚度；泄漏量；CFD

本文以动环旋转时产生的气膜作为研究对象，采用CFD数值模拟的方法，对比研究了三种主流干气密封气的流场特征和关键性能，进行了压力场和速度场分析，为密封气的选择提供建议[1]。

1 干气密封的定义

1.1 结构及原理

干气密封在机械密封的基础上，在动环表面加工出螺旋状沟槽，从而实现非接触运行的。在正常工况下，由于泵吸效应，密封气体沿着槽吸入动环端面，在动环与静环之间形成一层厚度仅有几微米的气膜，使得两个端面非接触式运转[1]。

本文以稳定工况条件下的气膜作为分析对象，采用Fluent数值模拟的方法，对比研究了不同气体对干气密封的刚度和泄漏量的影响，为压缩机的轴端密封气体选择提供参考。

如图l所示。干气密封装置由静环、动环、腔体、弹簧等组成[2]。

图1 干气密封结构