润滑与密封

作者：荣治宇，厉晓英，王增丽，李振涛

单位：1中国石油大学（华东）新能源学院，山东青岛 266580,,1中国石油大学（华东）新能源学院，山东青岛 266580,,1中国石油大学（华东）新能源学院，山东青岛 266580,,2山东石油化工学院智能制造与控制工程学院，山东东营 257061,

关键词：油气两相密封;湍流效应;甲烷溶解效应;稳态特性;螺旋槽端面

基金：装备预研教育部联合基金项目（8091B03052306）；山东省自然科学基金项目（ZR2024YQ014）

在高速工况下，油气混相介质润滑膜螺旋槽端面密封中，摩擦副端面之间的润滑流体膜易呈现湍流状态，同时伴随着气相介质甲烷的溶解和析出，进而影响密封的流体动压润滑性能。基于Ng-Pan模型、流体润滑理论及甲烷溶解度方程，综合考虑油气两相介质及甲烷溶解-析出效应等因素，建立湍流润滑模型。采用有限差分法对考虑湍流和甲烷溶解效应的改进稳态雷诺方程进行求解，研究含气率、介质压力和液膜厚度对螺旋槽端面密封性能的影响。结果表明：考虑甲烷溶解效应时，甲烷的溶解会削弱流体动压效应，导致开启力下降，泄漏量、摩擦因数增加，空化率增大；在湍流状态下，端面螺旋槽液膜密封开启力、空化率以及摩擦因数均高于层流模型下的结果，且随着工况参数和几何参数的增加，层流效应和湍流效应对密封开启力、空化率以及摩擦因数的影响趋势基本一致。研究结果表明，在端面螺旋槽液膜密封中，湍流效应对密封稳态性能具有显著影响，不可忽略。

来源：2026年第5期

《润滑与密封》期刊编辑部

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