浮环密封流场数值模拟及泄漏率公式的修正

SimulationofFlowFieldina FloatingRingSealandModificationofItsLeakageRateExpression

作者：陈志(四川大学化学工程学院)；高春阳(四川大学化学工程学院)；范唯超(四川大学化学工程学院)；吉华(四川大学化学工程学院)

Author：ChenZhi(SchoolofChemicalEng.,SichuanUniv.)；GaoChunyang(SchoolofChemicalEng.,SichuanUniv.)；FanWeichao(SchoolofChemicalEng.,SichuanUniv.)；JiHua(SchoolofChemicalEng.,SichuanUniv.)

收稿日期：2015-04-02 年卷（期）页码：2016,48(1):208-214

期刊名称：工程科学与技术

Journal Name：Advanced Engineering Sciences

关键字：浮环密封；CFD；周向临界雷诺数；数值模拟；泄漏量

Key words：floatingringseal;CFD;circumferentialcriticalReynoldsnumber;simulation;leakage

基金项目：无

中文摘要

应用GAMBIT软件，采用六面体网格和楔形网格的混合网格单元类型对节流间隙的计算区域进行网格划分。使用FLUENT软件，以层流模型为基础，采用SIMPLE算法，对不同轴径及工作参数下的浮环节流间隙进行了3维数值模拟。通过对模拟数据进行拟合处理，得到新的周向临界雷诺数经验计算公式和层流状态下的泄漏量计算公式。研究表明，在其他参数不变情况下，泄漏量随浮环偏心率、间隙高度、压差的增大而增大，而轴的旋转速度变化对泄漏量的影响很微小。研究结果为浮环密封的设计及进一步研究提供了参考。

英文摘要

ByusingGAMBITsoftware,thecomputationaldomainofthethrottleclearancewasmeshedinthemixedgridunittypeofhexahedronandwedge.Basedonlaminarflowmodel,threedimensionalnumericalsimulationoftheworkingstateoffloatingring’sthrottleclearanceunderdifferentaxisdiametersandworkingconditionswascarriedoutinFLUENTthroughSIMPLEalgorithm.Twonewequations,oneofwhichcanbeusedtocalculatethecriticalcircumferentialReynoldsnumberforeccentricannularspaceandtheothercanbeusedtocalculateleakagerate,wereobtainedfromthesimulationdata.Theresultsindicatedthattheleakageincreasedwiththeincreaseofeccentricityratio,heightofgapandpressuredrop,whiletheinfluenceoftheaxis’rotationspeedwasnegligible.Theresultslaidafoundationforfurtherinvestigationanddesignofafloatingringseal.

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论文摘要

浮环密封流场数值模拟及泄漏率公式的修正

SimulationofFlowFieldina FloatingRingSealandModificationofItsLeakageRateExpression