迷宫密封泄漏量计算方法的分析

对现有的几种迷宫密封泄漏量计算方法的理论推导原理、公式特点、使用方法与适用范围等进行了分析,并提出了一种简化分析的迭代计算方法。对比迭代计算结果与文献中的实验结果后发现,该法对于亚临界工况和临界工况均十分有效,且适用于直通型、阶梯型和交错型等多种类型的迷宫密封,且较其它各种计算方法精度高,适用范围较广。有很好的通用性。

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20 06年 4月

润滑与密封 LUBRI AT 0N NGI C 1 E NEERI NG

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第4 (期总第 16 ) 7期

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迷宫密封泄漏量计算方法的分析 朱高涛刘卫华 江苏南京 201 ) 10 6

(京航空航天大学人机与环境工程系南

摘要:对现有的几种迷宫密封泄漏量计算方法的理论推导原理、公式特点、使用方法与适用范围等进行了分析,并提出了一种简化分析的迭代计算方法。x t C ̄ ̄代计算结果与文献中的实验结果后发现,该法对于亚临界工况和临界工况均十分有效,且适用于直通型、阶梯型和交错型等多种类型的迷宫密封,且较其它各种计算方法精度高,适用范围较 广。有很好的通用性。 关键词:迷宫密封;泄漏量;迭代计算方法中图分类号:T 4文献标识码:A文章编号:0 5 0 5 (06 B2 24— 10 20 )4—13— 2 4

An l sso lu a i n lM eho s o a a e f r La y n h S a s ay i f Ca c l to a t d n Le k g o b r t e l i Z o a Lu W eiu hu Ga t o i h a ( aj gU i ri f eoa tsadAt nui,蚰j gJ ns 10 6 C ia N n n n esyo rnui n s oat sN i i gu2 0 1, hn ) i v t A c r c n a Abta t S v rlc lua in t o so a y n h s asp ee td i h a twee a ay e nd f rn p cs s c sr c:e ea ac lt a meh d flb r t e l r s ne n t ep s r n z d o i e ta e t,u h ol i l e s s te r ia o sd rt s, h rceso omu a,p l t i sa d S n A i l lt l a x l t u r a h o tc lc n ie ain c a a t r ft efr l a p iain l t n O o . smpe a ayia d e p ii n me- e o h c o mi n c n c

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o h c li ai t o Wa p ee td T e rs l o ti e t h smeh e o d s d wee c mp rd wi te o e b a e y b t h i n me c la d e p rme tltc n q e . fe e f ig b me e a ls t e meh sfu d e e tv l o b t u c ii u r a n x i n a e h iu s A trv r yn y s i e i e x mpe,h to i o n f cieyt oh s b r— d t c n rt a r be, n tc n a c rtl rd csla a e rtso tag tsa,tp d s a,tg e d s a d oh r l a a d c i lpo lm a d i a c u aey p e it e k g ae fsr ih e lse p l sa g r e la t e i c e e e n tp so a y n h s as y fl r t l . e b i e Ke wo d:a y nh s a;e a e rt ieain c luain lmeh y r s l r t e la g ae;trto ac lto a to b i l k d

迷宫密封是流体机械中应用非常广泛的一类非接触密封。它被做成各种形状的曲折通道,通过增加流体流动的局部损失来减少流体的泄漏量,主要用于密封气体。精确地计算出迷宫密封的泄漏量对于指导迷宫密封设计与改进具有十分重要的意义。近一个世纪以来,各国学者对迷宫密封作了大量的研究,提出了 许多计算迷宫密封泄漏量的方法。但是绝大部分的计算方法都只在一定范围内有效,且可用于当迷宫密封中出现临界状态时的计算方法寥寥无几。本文作者通过分析已有的几种计算方法,提出了一种简化分析的迭代计算方法。该法数学模型简单,计算简便, 有较高的精度和较好的通用性,为寻求一种简便而高精度的迷宫密封泄漏量通用计算方法作出了尝试。 1现有迷宫密封泄漏■计算方法的分析 1 1 Mat . ri式 ( 9 8 n公 10 )¨

G=

[- J )丽 (p2 1 p o】

( 1 )

其中 C= ( h e, 1,R )为节流流量系数,可取为/ 0 6,A为横截面积,,为密封齿数。此公式条件严 .7 t格,误差较大,目前一般不用于实际计算。 12 S a . t l d o a计算方法 (9 7 12 ) 该方法

假定每个密封齿前后的压差很小,可忽略

气体的压缩性,从而依据 B rol方程可以得出质 e ul n i量流量计算式: G:C 厂—_丁 A T二 n/ po 0 )

() 2

因为忽略了气体的压缩性,公式中没有涉及气体绝热指数 k,所以式 ( )只适用于亚临界工况和齿 2 数相当多 ( 4 n> )的情况。 13 E l计算方法 (9 5 . g i 13 )

Ma i rn于 10年提出了采用热力学原理分析迷 t 98宫密封的方法,此计算方法建立在理想迷宫密封的基本假设之上。计算公式为: 收稿日期:2 0 0 0 0 5— 5— 9

E l把介质通过迷宫的流动视为通过一系列锐边 g i

孔口的流动,考虑动能载越效应,修正了 Ma i rn公 t 式:

() 3

作者简介:朱高涛 (92 ) 18一,男,硕士研究生,目前主要从事制冷与低温技术、飞行器环境控制等方面的研究。 Em i—al: jw—fr r ao . o . n e l af@y ho c m c. a

其中:膨胀函数=

,

动能载越效

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