T型槽干气密封性能研究
干气密封与其它密封相比，具有可靠性好、寿命长、环保、经济等优点，在石油天然气、化工和航空等重要工业领域中取得了日趋广泛的应用。
本文首先结合国内外相关资料总结了干气密封的研究现状、存在的问题，指出了干气密封今后的发展趋势和研究方向。介绍了干气密封的密封机理和工作原理。
根据可压缩完全气体雷诺方程，建立了等温条件下的T型槽干气密封控制方程，再经转化得无量纲控制方程。建立了气膜压力、气膜厚度、泄漏量等主要参数的计算公式。提出使用数值计算法来求解控制方程的思路，分析了有限元方法较差分法及体积法的优点。
从计算流体力学的角度出发，建立了符合实际物理意义的T型槽干气密封的三维几何模型，并用Gambit软件对从整体模型中切割下来的计算区域划分网格。采用计算流体力学软件Fluem对气体端面密封的模型流场进行模拟仿真。利用目前研究较成熟的螺旋槽干气密封有限元分析结果，验证了使用Fluent软件的可行性，然后模拟仿真并分析得出了T型槽干气密封的三维压力场分布规律。
提出一种T型槽干气密封端面平衡间隙的计算方法：通过采用数值模拟的方法对端面开启力进行计算，结合闭合力的计算数值，确定出密封端面平衡间隙，可为密封运行状态的判断提供依据。
在大量的数值模拟基础上，分析了T型槽干气密封的操作参数(转数、压力等)和端面槽形几何参数(槽数、槽深、槽宽比、密封坝长比、平衡间隙等)对密封性能的影响。
通过对T型槽干气密封性能及端面平衡间隙的深入研究，得到一些普遍性的规律，为气体端面密封的设计和工业应用提供了理论依据，并为后续的密封参数优化、稳定性分析、动态分析、力变形和热变形等研究工作打下坚实的基础。
干气密封;密封性能;密封机理;气膜厚度;计算流体力学
西华大学
硕士
机械制造及其自动化
朱维兵
2008
中文
TB42
76
2008-09-01（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）