杨文静 丛 晓 叶小强 金志磊 姜绪强 涂 霆

(1.北京航天动力研究所 北京 100076;2.山东省特种设备检验研究院有限公司 山东济南 250101)

液膜密封作为一种具有良好密封性和可靠性的密封技术，在化工机械中已获得了广泛应用[1-2]。但液膜流经密封端面的扩张流道时容易发生空化，针对此现象，国内外众多学者开展了大量研究[3-5]。QIU和KHONSARI[6]对比了Half-Sommerfeld、Reynolds和JFO 3种模型在计算端面微造型机械密封性能时的差别。刘丁华和胡纪滨[7]分析了Reynolds和JFO模型对径向直线槽端面密封性能如开启力、摩擦转矩及泄漏量等的影响。胡纪滨、彭旭东、赵一民等[8-10]分别对径向直线槽、方向性椭圆孔、螺旋槽等密封结构的空化特性进行了数值模拟。CHEN等[11-12]进行了基于多相流空化模型和动网格技术的上游泵送机械密封空化区域研究；同时又基于Antoine公式，讨论了空化热效应对密封性能的影响。XUE等[13]研究了槽型优化对微槽旋转密封空化和润滑特性的影响。然而，螺旋槽液膜密封作为工业应用的典型代表，对其空化特性的研究尚不充分，本文作者此前通过求解满足质量守恒的广义雷诺方程，分析了螺旋槽结构参数对空化临界转速和临界压力的影响[14]，在此基础上，文中进一步探讨介质黏度、平衡半径和弹簧力等工况参数对空化特性的影响，以期为螺旋槽液膜密封的工业设计及推广应用提供理论基础。

1 理论模型

螺旋槽密封结构示意图如图1所示。密封摩擦副由一对配合的动环和静环组成，且螺旋槽加工在静环端面。……