基于质量守恒边界条件的下游泵送螺旋槽液膜密封空化分析

摘要

液膜中空化的产生会影响密封润滑性能.基于质量守恒的JFO空化边界条件,建立螺旋槽液膜密封数学模型,采用流线迎风有限元法求解Reynolds控制方程,获得端面空化分布,并通过可视化试验进行了验证.以空化临界转速和临界压力为表征,分析了螺旋槽结构参数对空化特性的影响.结果表明:螺旋槽内空化区域呈机翼截面型,且随着转速的增加而变大,随着内径压力的增加而减小,空化周向最大长度位于近槽根处;空化临界转速随着槽数、槽深的增加而增加,随着螺旋角、槽长坝长比、槽台宽比的增加而减小;空化临界压力随各结构参数的变化趋势与空化临界转速相反.通过对各结构参数的合理选择,可实现对空化的有效控制.