含杂质二氧化碳实际气体干气密封性能研究

• 作者: 陈维 宋鹏云 许恒杰 孙雪剑
• 来源期刊: 化工学报
• 关键词: 杂质 二氧化碳 实际气体 干气密封 黏度 数值分析
• 年，卷（期）: 2021,（5）
• 所属期刊栏目: 表面与界面工程
• 页码范围: 2215-2229
• 页数: 14页
• 分类号: TH117
• 语种: 中文
• DOI: 10.11949/0438-1157. 20191556

摘要

基于EOS-CG模型和GERG-2008模型计算含杂质二氧化碳混合气体的密度，基于CO2-Pedersen模型计算混合气体的黏度。利用模型计算数据拟合获得含杂质二氧化碳混合气体密度、黏度与压力的关系式，用以描述混合气体的实际行为以及黏度随压力变化的规律。采用有限差分法求解稳态雷诺方程，得到了纯二氧化碳和含杂质二氧化碳干气密封开启力、泄漏率以及气膜刚度，并分析了杂质对二氧化碳干气密封性能(开启力、泄漏率、气膜刚度)的影响。考虑的变量有端面平均线速度、气膜厚度、进口温度以及进口压力等。结果表明：当进口压力为15.26 MPa，进口温度为363.15K，线速度为74.030m/s，气膜厚度为3.05μm时，含杂质二氧化碳干气密封开启力和泄漏率都小于纯二氧化碳干气密封开启力和泄漏率，且杂质含量越多，差别越明显；杂质对二氧化碳干气密封开启力、泄漏率、气膜刚度的影响随端面平均线速度的增大而增大；对泄漏率、气膜刚度的影响随气膜厚度的增加而减小；对开启力、泄漏率、气膜刚度的影响随进口温度的增大而减小；对开启力的影响随进口压力的增大先减小，再增大，最后减小，对泄漏率的影响随进口压力的增大先增大后减小，对气膜刚度的影响随进口压力的增大先减小后增大。