邊界壓力波動對液膜端面機械密封空化及性能的影響

張金亞，張家祥，沈宗沼，陳逸

（1 中國石油大學（北京）機械與儲運工程學院，北京 102249；2 中國石油大學（北京）過程流體過濾與分離技術北京市重點實驗室，北京 102249；3 合肥通用機械研究院有限公司，安徽 合肥 230031）

機械密封因其良好的密封特性被應用于泵、風機和壓縮機等旋轉機械中，隨著工業技術的發展，泵用機械密封逐步應用于混相介質、壓力波動及高溫等嚴苛環境中。離心泵在運行過程中產生的壓力波動原因有泵內旋轉葉片和靜止部件互相干擾所產生的壓力波動以及氣液兩相流動條件下產生的壓力波動，前者產生的壓力波動幅值較小，后者則相對較大。壓力波動的產生將改變密封端面的受力及密封端面的空化分布，使得密封環發生振動，易造成機械密封損壞，因此對機械密封在壓力波動工況下進行研究有著重要意義。

目前，離心泵內壓力波動的研究較為廣泛，池忠煌對低比轉速離心泵進行了研究，其壓力波動的實驗測量結果近似呈現三角函數波動。王松林等研究了離心泵瞬態空化流動及壓力脈動特性，葉輪內壓力脈動最大幅值由進口至出口逐漸增大，且空化流動時壓力脈動最大幅值大于非空化工況。陳軻等對側流道泵內壓力脈動特性進行了研究，側流道泵內部流動復雜、湍流強度極大，會產生較強的壓力脈動。劉厚林等對雙流道泵內壓力脈動進行了CFD 計算及測試，表明葉輪流道內不同位置處點的壓力波動在一個周期內呈現周期性變化規律。……