王朝亚 唐大全 赵春林 严如奇 丁雪兴

(1.兰州理工大学石油化工学院 甘肃兰州 730050；2.成都一通密封股份有限公司 四川成都 610100)

上游泵送机械密封是利用流体的动压效应在密封端面间形成具有一定承载能力的液体薄膜，可有效减少摩擦副之间的摩擦磨损，提高流体润滑性能[1-3]，在船舶、航空、核电、天然气输送和石油化工等行业得到了广泛的使用[4]。在实际运行过程中，随着工况向高参数方向发展，会产生泵送量不足，泄漏量变化加剧，端面液膜失稳等问题，严重影响密封装置运行的安全性、稳定性和可靠性。因此，开展液膜密封在高参数工况下密封性能的研究以及提高其在极端工况下的稳定运行是十分有必要的。

目前，学者对端面开槽的机械密封的研究已卓有成效。LAI[3]、彭建等人[5]和丁雪兴等[6]开展了不同端面槽型机械密封性能的研究，对不同槽型的结构参数进行优化，其中螺旋槽因其良好的密封性能被广泛应用于变速机和压缩机等旋转机械[7-8]。但设备在运行时易遭受高低温变化、压力大范围波动等影响，在摩擦副机械密封[9]、齿轮或轴承[10-11]之间的润滑流中出现的气穴现象导致泄漏问题时常发生。为解决这个问题， WANG等[12]、李振涛等[13]和马学忠等[14]从空化发生机制方面对螺旋槽槽型进行不断的改造和优化，提出了多种新型的螺旋槽组合端面密封结构，从而降低了空化率，改善了液膜密封的润滑状态。同时，液膜密封在运转过程中，其压力场、温度场、热力场之间相互影响，相互作用，过程十分复杂，极易引起密封装置的失效。……