化工学报2023年第74卷第6期|,2023,74(6):2538-2554www.hgxb.com.cnCIESCJournal泵出型螺旋槽油气密封泄漏特性及参数影响研究江锦波1，彭新1，许文烜1，门日秀2，刘畅2，彭旭东1（1浙江工业大学机械工程学院，浙江杭州310029；2中国北方发动机研究所柴油机增压技术重点实验室，天津300400）摘要：以泵出型螺旋槽油气密封为研究对象，基于油相和气相连续性方程推导并建立了油气密封流场求解的双相雷诺模型，采用有限体积法离散和编程求解获得了油气密封介质流场分布，对比分析了商用软件VOF模型、单相雷诺模型和双相雷诺模型在求解油气密封流场中的计算精度和效率，研究了密封间隙、油气比、转速、介质压力等运行参数和密封环尺寸对油气密封流场和稳态性能的影响，重点探讨了油气密封近零泄漏特性及其关键影响因素。结果表明，提出的双相雷诺模型求解方法是一种高精度、高效率的油气密封流场数值模拟方法，具有与商用软件VOF模型近似的精度，但计算时间降低1个数量级；油气密封的介质泄漏特性和近零泄漏压差主要受到密封间隙、转速和端面宽度的影响，通过上述参数的合理取值有望实现油气介质的零泄漏。关键词：气液两相流；数值模拟；优化设计；油气端面密封；涡轮增压器中图分类号：TH117.2文献标志码：A文章编号：0438-1157（2023）06-2538-17Studyonleakagecharacteristicsandparameterinfluenceofpump-outspiralgrooveoil-gassealJIANGJinbo1,PENGXin1,XUWenxuan1,MENRixiu2,LIUChang2,PENGXudong1(1CollegeofMechanicalEngineering,ZhejiangUniversityofTechnology,Hangzhou310029,Zhejiang,China;2ScienceandTechnologyonDieselEngineTurbochargingLaboratory,ChinaNorthEngineResearchInstitute,Tianjin300400,China)Abstract:Takingthepump-outspiralgrooveoil-gassealastheresearchobject,thetwo-phaseReynoldsmodelforsolvingtheflowfieldofoil-gassealwasestablishedbasedonthecontinuityequationsofoilandgasphase,respectively.Theflowfielddistributionoftheoil-gassealingmediumisobtainedbyusingthefinitevolumemethodtodiscretizeandprogramthesolution.ThecalculationaccuracyandefficiencyofcommercialsoftwareVOFmodel,single-phaseReynoldsmodelandtwo-phaseReynoldsmodelinsolvingtheflowfieldofoil-gassealwerecomparedandanalyzed.Theeffectsofoperatingparameterssuchassealgap,oil-gasratio,rotationalspeed,mediumpressur...
