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螺旋槽干气密封端面流场性能参数分析

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应用solidworks软件对螺旋槽干气密封端面气膜厚度进行三维立体模型建模，并运用Gambit软件对模型进行网格划分。在特定工况下，运用Fluent软件对五种模型进行数值计算，根据所得端面流场产生的动压效果和出口径向流速，确定使端面产生气膜推力（即开启力）和泄漏量同时达到最优时的气膜厚度；在确定的气膜厚度下，通过改变压力和转速研究不同压力和转速对端面泄漏量的影响。同时求出不同气膜厚度对应的压力分布和气膜推力，运用最小二乘法原理，得出开启力与气膜厚度的多项式，通过对气膜厚度进行求导，得出气膜刚度与气膜厚度的多项式；在此对气膜厚度为3.5μm、4μm、4.5μm、5μm、5.5μm进行数值计算，结果表明：当气膜厚度值在3-5μm时，产生较好的动压效果和较小的径向出口流速，并且当气膜厚度值取3.5μm时，使端面总体效果达到最好（产生动压效果最好，出口径向流速最小）；当气膜厚度和压力确定时，泄漏量随着转速增加而增加，且成线性关系；当气膜厚度和转速确定时，泄漏量随着压力增加而增加，也成线性关系；同时，气膜刚度随着气膜厚度的增大而减小，为了使干气密封稳定的工作，端面气膜需要产生足够大的刚度。

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