润滑与密封

作者：曹志康，胡琼，卢迪，肖洋，陈阳，王衍，黄茜茜，陆雨佳

单位：江苏海洋大学机械工程学院,,江苏海洋大学机械工程学院;南京航空航天大学直升机传动技术重点实验室,,江苏海洋大学机械工程学院,,江苏海洋大学机械工程学院,,江苏海洋大学机械工程学院,,江苏海洋大学机械工程学院,,江苏海洋大学机械工程学院,,江苏海洋大学机械工程学院,

关键词：液膜密封;界面剪切;速度滑移;空化;微流场

基金：国家自然科学基金项目(52105187)

为研究液膜密封流场平均速度分布规律，及其与流-固界面剪切应力之间的关系，基于Couette流动模型建立存在边界速度滑移时的密封间隙流场速度计算模型，采用Mixture均相模型和Schnerr-Sauer空化模型，通过数值模拟考察界面无滑移（滑移速度为0）和无剪切（滑移速度最大）2种极限情况下不同转速时液膜轴向不同位置处的微流场径向、切向和轴向速度分布，并建立流体型槽界面剪切力-速度拟合模型。研究结果显示：液膜的切向速度远大于径向和轴向速度，三维合成速度分布规律主要由切向速度决定；流场在槽区内近台阶轴向1 μm范围内压力梯度发生突变，但非槽区和槽区流场相对独立，非槽区可视为简单Couette流动，槽区为逆压梯度Couette流动；流-固界面粘附剪切应力的大小与液膜边界速度滑移密切相关，槽区界面剪切应力变小时，边界滑移速度和槽内外流场各方向速度均变大，且转速越高，数值越大；在不高于10 000 r/min时，空化效应对整体平均速度场的影响较小，但速度更高时，需量化空化效应，并对剪切应力-速度拟合模型进行修正。

来源：2023年第5期

《润滑与密封》期刊编辑部

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