邱海涛，陈志，范唯超，吉华，李建明

不等深梯形槽干气密封的研究及槽型优化

邱海涛，陈志*，范唯超，吉华，李建明

（四川大学 化学工程学院，四川 成都 610065）

针对相同的平面结构，设计出多种不等深梯形槽结构，建立了相关干气密封端面流场的数值计算模型。利用Fluent软件对流场进行数值模拟，获得了不同膜厚下不同结构的气膜刚度、开启力、泄漏率、刚漏比等数据，研究结果表明不等深阶梯槽的刚度、刚漏比比平底槽高，但开启力比平底槽低些。使用正交优化计算进一步探究槽深、槽数、入口角、槽宽比、槽长坝长比对开启力、泄漏率对发散阶梯梯形槽密封性能参数的影响。该工况下，发散型梯形槽最优设计方案为：最大槽深为10 μm、槽数为12、入口角为12°、槽宽比为0.88、槽长坝长比为0.78，研究结果为相关密封设计研究提供了一定的参考。

干气密封；梯形槽；不等深槽；正交优化计算

干气密封（Dry gas seal，DGS）起源于20世纪60年代末，由气体润滑轴承发展而来，干气密封能够形成微米级别的气体薄膜，实现“以气封气”，相比于传统的机械密封，干气密封具有磨损小、泄漏小、寿命长、能耗低、操作简单且可靠性高等诸多优点[1]。干气密封的气膜不稳定会导致干气密封的磨损[2]，干气密封槽型对于气膜刚度影响很大，因此在干气密封的研究发展中，关于槽型的研究一直是一个重点。20世纪末，John. Crane、EG&G SEALOL、NOK Eagle、Burgman等公司就研发了径向直线槽、中间环螺旋槽、直线槽、倒T形、V形槽和交叉圆弧槽、Y形槽、人字形槽等槽型[3-4]。国内……