利用Fluent建立了高溫泵用非接觸式氣膜密封模型，分析了考慮粘溫效應對密封參數的影響。并計算得出隨著轉速和壓力比的變化，粘溫效應對開啟力、剛漏比、摩擦功耗以及最大端面溫度的影響。研究發現隨轉速增大，粘溫效應對密封參數的影響愈發明顯;而粘溫效應對密封參數的影響與壓力比無明顯關系。為高溫泵用非接觸式氣膜密封設計提供相關參考。

1、前言

　　在煉油化工行業中，存在大量高溫油泵，泵操作溫度可達200～400℃。其輸送介質在此操作條件下，一旦發生泄漏極易引發火災，造成嚴重的安全事故。目前，波紋管串聯非接觸式密封逐漸代替原有的單端面接觸式機械密封，并取得良好的應用。

　　對于一般非接觸式機械密封的研究，由于密封環內外徑溫差較小，通常假設阻塞流體(氮氣或冷卻油)粘度為常數進行數值分析，忽略溫度變化對介質粘度的影響。而對于高溫泵用非接觸式機械密封，阻塞流體與被密封介質存在一定溫差，流體膜粘度是一個和溫度相關的變量。當粘度變化較大時，采用定粘度對密封的性能參數進行分析計算必然產生較大誤差�？紤]到阻塞流體粘溫效應的影響，本文針對非接觸式氣膜密封主密封的流場及溫度場進行模擬計算，得出流體的粘溫效應對高溫泵用非接觸式氣膜密封各性能參數的影響，為高溫油泵非接觸式氣膜密封的研究提供相關依據。

2、研究對象及條件

　　2.1、幾何模型確定

　　本文研究的新型波紋管串聯式非接觸式機械密封結構如圖1所示。

圖1 波紋管串聯非接觸式機械密封

　　圖2示出密封動環端面。

圖2 螺旋槽氣體端面密封結構示意圖

5、結論

　　(1)對于高溫泵用非接觸式機械密封，在相同工況下，未考慮粘溫效應所計算得開啟力比考慮粘溫效應時計算開啟力偏小。若以不考慮粘溫效應對高溫泵用非接觸式機械密封進行設計，實際運轉中氣膜厚度略大于設計厚度;

　　(2)隨著轉速增大，粘溫效應對高溫泵用非接觸式氣膜密封影響越來越明顯。在高轉速工況下，應考慮粘溫效應對密封性能的影響;

　　(3)粘溫效應對開啟力、剛漏比、摩擦功耗的影響與壓力比無明顯關系，粘溫效應對摩擦功耗有明顯影響。