陈胡炜，吉 华，李 倩，冯东林

（四川大学过程装备与安全工程系，四川 成都 610065）

1 引言

表面织构作为减少摩擦的有效手段，在理论上和实验中都被证明是有效的，普遍认为其有储油、降低静摩擦、动压效应和容渣等作用。

1996 年，文献[1]开始了微孔端面机械密封的研究，并在工业现场进行了试应用。此后，大量微织构理论与实验研究从机理和性能两个方面开展。提高承载能力的机理主要有局部空化、入口粗糙度、多孔富集效应、入口吸入、平衡楔效应等[2-3]，减少泄漏率的机理主要有反向泵送[4]、出口回吸[5]等。另一方面，采用试错法（trial and error），寻找合适的微织构形状、微孔面积比、微孔深度和微孔排布方式等，以期改善开启力、泄漏率和摩擦转矩等密封性能[2-3]。目前密封间隙多相流的研究主要基于气液两相流，针对固相颗粒在密封间隙流体中的分布的研究较少。

连续性介质模型在固液两相流动研究中应用较多，成熟稳定，计算效率较高，在固液两相润滑领域有大量的理论和应用研究[6-7]。在机械密封领域，2015 年，文献[8-10]应用连续性介质模型，对螺旋槽端面机械密封进行固液两相和气固液三相流动数值模拟，得到了密封间隙的颗粒分布规律，分析了在颗粒相存在的情况下，工况参数和几何参数对密封性能的影响。

在上述工作的基础上，基于连续性介质模型，以圆形微孔端面机械密封的间隙流体为研究对象，分析了颗粒的分布规律，并进一步讨论了不同转速下微孔面积比和微孔深度等几何参数对颗粒分布的影响。……