基于正交试验的机械密封螺旋槽参数优化研究

• 作者: 王鸿江 刘连强 张家祥 张金亚
• 来源期刊: 石油机械
• 学科: 工学
• 关键词: 端面空化 密封性能 正交试验 最优工况曲线法 螺旋槽
• 年，卷（期）: 2022,（3）
• 所属期刊栏目: 钻井技术与装备|DRILLING TECHNOLOGY AND EQUIPMENT
• 页码范围: 1-8
• 页数: 8页
• 分类号: TE927
• 语种: 中文
• DOI: 10.16082/j.cnki.issn.1001-4578.2022.03.001

摘要

离心泵机械密封在运行过程中易发生端面空化,从而影响设备运行的可靠性和稳定性.为了研究螺旋槽端面空化对机械密封性能的影响,以泄漏量Q、开启力F作为优化目标,以槽深h、槽径比β、螺旋角θ、槽数n及槽位系数λ为变量,建立正交试验表,采用CFD方法进行密封膜流场数值模拟.研究结果表明:λ对开启力及泄漏量的影响显著,n次之;当λ≠0时,液膜内部空化剧烈,影响密封稳定性;当λ=0时,基于正交试验法,提出多目标参数最优工况曲线法,以P(泄漏量增量ΔQ/开启力增量ΔF)作为优化评价指标,得到6组最佳优化工况点,并拟合得到最优工况曲线,为螺旋槽结构的选择和优化提供了理论基础.提出的基于最优工况曲线法可解决正交试验的多目标优化问题,具有普适性.