上游泵送机械密封热-流固耦合建模与性能分析  被引量:15

Thermal-fluid-solid coupled analyses of upstream mechanical seals in pumps

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作  者:黄伟峰[1] 潘晓波 王子羲[1] 郭飞[1] 刘莹[1] 李永健[1] 刘向锋[1] HUANG Weifeng;PAN Xiaobo;WANG Zixi;GUO Fei;LIU Ying;LI Yongjian;LIU Xiangfeng(State Key Laboratory of Tribology,Tsinghua University,Beijing 100084,China)

机构地区:[1]清华大学摩擦学国家重点实验室,北京100084

出  处:《清华大学学报(自然科学版)》2020年第7期603-610,共8页Journal of Tsinghua University(Science and Technology)

基  金:国家重点研发计划项目(2018YFB2000800);国家自然科学基金资助项目(U1737202)。

摘  要:上游泵送机械密封具有低泄漏、低摩擦、长寿命的优点。基于密封端面流体域流场和能量方程,固体域弹性力学和热传导方程,将多物理场进行耦合求解,建立了上游泵送机械密封热-流固耦合仿真模型。基于该耦合模型对八字槽上游泵送机械密封进行了性能分析,揭示出机械密封在高转速下的温升和变形对上游泵送能力的削弱效应。进而获得了在不同几何和工况参数条件下,上游泵送机械密封的泄漏率、温升、变形等的变化规律,可应用于上游泵送机械密封工作机理研究和设计优化。Upstream mechanical seals in pumps have low leakage,low friction and longer service lives.The thermal-fluid-solid coupling in upstream mechanical seals was modeled by solving the flow and energy equations in the fluid domain and the elastic and heat conduction equations in the solid domain to analyze the performance with figure eight shaped grooves.The results show the negative effect of temperature and seal deformation on the sealing at high speeds.The leakage is evaluated for various temperatures,seal deformations,and geometric and working parameters.These results can be applied to optimize the design of upstream mechanical seals in pumps.

关 键 词:机械密封 上游泵送 热-流固耦合 八字槽 

分 类 号:TH136[机械工程—机械制造及自动化]

 

参考文献:

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引证文献:

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