宋鹏云 付朝波，2 李支勇

(1.昆明理工大学化学工程学院 云南昆明 650500；2.昆明北方红外技术股份有限公司 云南昆明 650217)

干气密封技术目前已获得了广泛应用[1-5]，但关于干气密封技术的研究仍在不断深入[6]。目前很多研究是关于干气密封的稳定运行状况或启动过程的[7-11]，很少涉及静止状态的性能研究。干气密封静止状态的性能与运转状态的性能是有关联的，但相关的研究并不多。机械行业标准JB/T 11289-2012《干气密封技术条件》[12]规定了干气密封的静态泄漏量要求，并要求进行试验测试，但该静态泄漏率指标的技术依据仍未得到充分评价。

本文作者针对螺旋槽干气密封，开展静止状态下的密封性能研究，包括端面接触状态、端面开启力和泄漏率等。

1 螺旋槽干气密封静止状态的密封性能

1.1 影响螺旋槽干气密封性能的参数

影响螺旋槽干气密封性能的端面结构参数有密封环内半径(Ri)、外半径(Ro)、螺旋槽槽根半径(Rg)、螺旋角(α)、槽深(hg)、槽数(Ng)、台槽比(γ)、槽长比(η)等；操作参数有外半径处压力(po),内半径处压力(pi),旋转角速度(ω)等，如图1 所示。

图1 螺旋槽干气密封端面结构示意Fig 1 Schematic of spiral groove dry gas seal

1.2 螺旋槽干气密封静止时的密封性能

螺旋槽干气密封静止状态的密封性能指标主要有端面接触状态、端面闭合力、端面气膜开启力、密封气体泄漏率等。

1.2.1 端面接触状态

干气密封静止时，密封端面可能处于接触状态或非接触状态。密封端面处于接触状态时，端面有表征表面粗糙度的微凸体直接接触，端面的闭合力由端面微凸体接触力和端面气膜力共同承担，气体通过微凸体之间的连通间隙形成泄漏，类似于气体通过多孔介质的流动，此时的泄漏率较小；……