润滑与密封

作者：高泽干，王学良，康宇驰，刘美红，蒋敏，吴磊波，吴雪静

单位：昆明理工大学机电工程学院；浙大宁波理工学院机电与能源工程学院,,浙大宁波理工学院机电与能源工程学院；宁波天工流体科技股份有限公司；中国矿业大学机电工程学院,,昆明理工大学机电工程学院,,昆明理工大学机电工程学院,,宁波天工流体科技股份有限公司,,宁波天工流体科技股份有限公司,,宁波天工流体科技股份有限公司,

关键词：柱面气膜密封;超临界氢气;相变机制;密封性能;稳态性能

基金：宁波市自然科学基金项目 （2023J271）；宁波重大专项 （2022Z007；2022Z008；2023Z009）

氢气燃气轮机在发电、航空发动机等领域具有广阔应用前景，但其高温高转速工况对密封结构提出了严苛 要求。柱面气膜密封具有低泄漏率、寿命周期长和弹性优异等优势，可满足高温高转速工况要求。因此选取柱面气膜 密封开展氢气燃气轮机密封研究，通过有限差分法离散柱坐标形式雷诺方程，利用 REFPROP 软件计算密度与黏度参 数，采用数值方法研究超临界氢气介质下密封参数对气膜承载力、泄漏率及摩擦力的影响规律，并探究氢气相变机制 及其对密封性能的影响。研究结果表明：进口压力提升会削弱动压效应，而膜厚是决定密封性能的关键参数；气膜承 载力和摩擦力随转速、偏心率、温度和进口压力的增大而增加，随膜厚增大而减小；泄漏率随偏心率、进口压力和膜 厚的增大而增大，随转速和温度的增大而减小；膜厚对气膜承载力的影响最大，转速和偏心率次之；膜厚对泄漏率的 影响最大，其次是进口压力和温度，转速的影响相对较小；当温度显著高于临界温度且压力接近临界压力的条件下， 超临界氢气直接相变为气态，该相变过程对密封性能的影响可忽略不计。

来源：2026年第1期

《润滑与密封》期刊编辑部

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