马 也 王庆锋 施任杰 张馨宇 李庆展 李双喜

(北京化工大学机电工程学院 北京 100029)

浮环密封结构形式简单，轴向尺寸小，安全性好，在现代密封技术领域中占据重要地位。随着科技的发展,机械设备所处的工艺环境逐渐恶劣，对浮环密封性能要求更高[1]。开车前由于自重浮环内壁贴在跑道上，开车后在浮环内壁与跑道之间的楔形间隙内产生动压效应，浮环受到垂直向上的力，内壁脱离跑道[2]向上浮起。气体浮动性能相对液体来说较差，若浮环不能上浮，将会导致浮环内壁与跑道之间发生磨损甚至崩坏，严重影响密封系统的安全性，因此对浮环上浮性能的研究是非常有必要的。

国内外学者针对浮环动态运行过程做了大量的研究。为计算不同工况下动力学系数，文献[3-4]改进了浮环密封的数值模型并得到了精度更高的结果。文献[5-6]则基于雷诺方程研究了温度、槽型及变形量对浮环动力学系数的影响。HA等[7]经过有限元迭代与傅里叶变换求解了浮环的偏心率、泄漏率等密封参数，并认为浮环密封的泄漏率与动力学系数准确计算的关键在于浮环中心位置的确定。DIETZEN和NORDMANN[8]利用有限差分法得到了湍流模型的解,并利用纳维-斯托克斯方程得到了浮环密封的流场与压力场分布,进而得到了密封系统的动态系数。马利军[9]通过对高温镶装气膜浮环的节流长度以及密封径向间隙进行数值模拟以及试验研究发现，增加节流长度可以有效增加浮环内表面与流体介质的接触面积，浮环的上浮力会增大，并认为偏心率较大时浮环气膜刚度随着转速增大而增大，浮环的自我调节能力较强。……