【摘 要】
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机械密封端面温度过高会引起热失效,采取合适的传热强化措施可有效降低端面温度,改善端面润滑,提高密封可靠性并延长其使用寿命。冲洗是强化机械密封换热的主要措施之一,但在一些特殊场合,冲洗量的大小往往是给定的,因此,需要采取一些强制换热措施来改善机械密封的运行环境。通过在密封环的外周面开设织构,针对冲洗量一定的情况,基于SST k-ω湍流模型,采用Ω方法分析了不同转速下织构深径比对端面温度、外周面局部N
【基金项目】
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浙江省自然科学重大基金项目(LD21E050002); 国家自然科学基金面上项目(52175193); 国家重点研发计划项目(2018YFB2000800);
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机械密封端面温度过高会引起热失效,采取合适的传热强化措施可有效降低端面温度,改善端面润滑,提高密封可靠性并延长其使用寿命。冲洗是强化机械密封换热的主要措施之一,但在一些特殊场合,冲洗量的大小往往是给定的,因此,需要采取一些强制换热措施来改善机械密封的运行环境。通过在密封环的外周面开设织构,针对冲洗量一定的情况,基于SST k-ω湍流模型,采用Ω方法分析了不同转速下织构深径比对端面温度、外周面局部Nu数和织构区域流场的影响,对比研究了动环织构和静环织构的换热机理。结果表明:在相同工况、冲洗量和织构几何参数条件下,若动、静环外周面单独开设织构,则动环的换热效果更佳。在相同转速下,动环外周面开设织构时,减小深径比会使织构内部换热效果差的区域增大,换热效果减弱,但对于静环织构,减小深径比会使织构流体流动下游侧换热效果差的区域减小,换热效果增强;随着转速的升高,较小深径比动环织构内部出现了新的差换热效果区域,单位面积换热强度显著下降。因此,为获取较优的换热效果,在低转速下宜选取小深径比织构,而在高转速下应选取大深径比织构。
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