基于JFO空化和幂律模型的螺旋槽液膜密封流体动压特性

• 作者: 孙鑫晖 徐鲁帅 李勇凡 李振涛 王赟磊 郝木明
• 来源期刊: 化工学报
• 关键词: 螺旋槽液膜密封 幂律模型 非牛顿流体 JFO边界条件 流体动压特性
• 年，卷（期）: 2017,（12）
• 所属期刊栏目: 表面与界面工程
• 页码范围: 4665-4674
• 页数: 10页
• 分类号: TH117.2
• 语种: 中文
• DOI: 10.11949/j.issn.0438-1157.20170660

摘要

密封端面间润滑流体的非牛顿特性对密封的性能有重要影响.基于满足质量守恒的JFO空化边界条件及描述流体非牛顿特性的幂律模型,建立了考虑流体非牛顿特性的螺旋槽液膜密封数学模型.采用有限差分法对控制方程进行离散,通过SOR迭代方法对离散方程进行求解,得到了密封端面液膜压力分布.探讨了润滑流体的非牛顿特性对螺旋槽液膜密封的液膜承载能力、泄漏量、摩擦扭矩等性能参数及液膜中空化发生情况的影响规律.结果表明:随着幂律指数的增大,液膜承载能力先增大后减小,泄漏量和空化率增大,摩擦扭矩减小;幂律指数为0.96时,相对于牛顿流体,液膜承载能力提升约4.6％,密封端面空化率下降约98.6％,泄漏量下降约5.8％,摩擦扭矩增加约0.3％;随着操作参数的改变,不同幂律指数下的流体动压性能参数变化规律具有相似性;润滑流体的合理选择对液膜密封性能改善有重要意义.