節流孔出氣模式對靜壓干氣密封穩態性能影響

車健，江錦波，李紀云，彭旭東，馬藝，王玉明

（浙江工業大學過程裝備及其再制造教育部工程研究中心，浙江杭州310014）

引 言

小孔節流靜壓干氣密封是一種新型的非接觸式軸端密封，通過外部供氣或密封腔引氣等方式將一定的帶壓氣體通過節流結構進入密封端面，從而形成可觀的流體靜壓承載力，使干氣密封在靜壓或低速條件下形成穩定氣膜。相較于經典螺旋槽干氣密封，其在低速條件下具有更大承載力和氣膜穩定性，因而在制藥釜、攪拌器等低速旋轉設備中得到應用[1-2]。

自加壓式靜壓干氣密封由Cheng 等[3]在1967 年所提出，并對比分析了小孔節流靜壓密封、雷列臺階靜壓密封和螺旋槽端面密封的壓力分布和靜態穩定性；Stolarski 等[4]考慮粗糙度的影響，分析了密封環變形、壓力和速度對靜壓干氣密封穩態性能的影響。不過近幾十年來國外關于靜壓干氣密封的研究較少，國內關于靜壓型和動靜壓干氣密封的研究主要集中于采用不同數值方法求解雷諾方程或N-S 方程以獲得靜壓干氣密封膜壓分布，進而分析節流結構參數和工況參數對靜壓干氣密封穩動態特性的影響。許恒杰等[5-6]和管羽剛等[7]采用解析法求解靜壓干氣密封的穩態性能，并分析了節流孔直徑、個數、介質壓力和節流氣壓力等參數對其穩態性能的影響規律；李雙喜等[8-9]采用Fluent 軟件對動靜壓型干氣密封的端面流場和壓力場開展數值模擬，探討了不同工作狀態下動靜壓干氣密封的密封性能；……