陈汇龙，侯婉，桂铠，周涛，韩婷，陆俊成，赵斌娟

(江苏大学能源与动力工程学院，江苏 镇江 212013)

上游泵送机械密封常因端面泵送槽作用而在间隙下游形成低压区，导致外部微小固体颗粒被吸入后在槽内沉积而影响槽功能，严重时导致槽区堵塞、密封失效.故深入研究密封润滑膜固体颗粒沉积特性及其对性能的影响具有学术价值和现实意义[1-2].

对于密封介质固液两相流的研究，汤东征等[3]对密封腔内流场进行数值模拟，研究了腔内固体颗粒的沉积分布、冲洗液对颗粒排出的影响和泵送环对固体颗粒分布的影响.陈汇龙等[4-6]通过Mixture模型计算获得了上游泵送机械密封润滑膜中的固体颗粒分布及其对性能的影响，采用DPM模型模拟研究了固体颗粒及工况参数对颗粒沉积特性的影响规律.然而，固体颗粒对密封润滑特性及性能影响的研究较少，尤其是尚未涉及介质温度影响等复杂条件.

文中针对热水介质，在考虑水的温度与饱和蒸汽压力的关系、黏温效应以及牛顿流体内摩擦效应的基础上，采用Mixture模型与DPM模型建立涉及润滑膜温度的机械密封端面微间隙润滑膜气液固多相流动计算模型，研究密封介质温度对固体颗粒沉积特性及密封性能的影响规律.

1 物理模型

1.1 几何模型及物性参数

螺旋槽上游泵送机械密封动环端面造型如图1所示.相关参数：槽内半径ri=26 mm,螺旋角α=21°，槽外半径rg=31 mm，槽宽比γ=0.5，槽径比β=0.5，槽深h=8 μm，槽数Ng=12.螺旋槽型线r为对数螺旋线，计……