润滑与密封

作者：张兰霞，丁雪兴，张帅，王世鹏，洪先志，包鑫

单位：兰州理工大学石油化工学院,,兰州理工大学石油化工学院,,兰州理工大学石油化工学院,,兰州理工大学石油化工学院,,成都一通密封股份有限公司,,成都一通密封股份有限公司,

关键词：干气密封;静压节流;流动特性;密封性能;螺旋槽

基金：国家自然科学基金项目（51565029）；宁波重大专项（2020Z112）

为进一步改善旋转机械轴端密封低寿命、可靠性差问题。以动压型、静压型及动静压组合型干气密封结构为研究对象，基于流体润滑理论，建立表征压型、静压型干气密封气膜压力分布的控制方程。采用数值仿真计算方法，以最大开启力和最小泄漏率为目标，对比分析工况参数、气膜厚度对密封性能的影响，并获得密封性能优良的结构型式及参数范围。研究结果表明：给定参数下，动静压组合型干气密封具有较大压力峰值，且出现在节流孔中心区域；随着转速增加，具有动压槽的干气密封结构的开启力呈增大趋势，因静压节流装置受转速影响小，低载荷下可获得较大的开启力，受节流孔的影响，泄漏率增加；气源压力较小或介质压力较低时，节流出口处存在明显压降和回流现象，使得动压效应和静压效应减弱，在介质压力0.3 MPa，气源压力0.45 MPa附近可获得高开启力和低泄漏率；随着气膜厚度的增大，干气密封结构泄漏率均呈增大趋势，其中有静压节流装置的干气密封结构的泄漏率变化明显。因此，在减磨抗振方面，受静压效应和动压效应综合影响的动静压组合型干气密封结构性能良好；在泄漏方面，因动压效应的影响，动压型干气密封具有最佳控漏效果。研究结果可为高性能旋转机械轴端用干气密封结构优化协调设计提供理论参考。

来源：2025年第4期

《润滑与密封》期刊编辑部

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