Page 54 - 摩擦学学报2025年第5期

第 45 卷 第 5 期 摩擦学学报（中英文） Vol 45 No 5
2025 年 5 月 Tribology May, 2025

DOI: 10.16078/j.tribology.2024030 CSTR: 32261.14.j.tribology.2024030
胡琼, 陈阳, 王锦华, 王衍, 丁旭, 孙乐. 复杂工况下槽底超滑移设计对液膜密封性能的影响[J]. 摩擦学学报（中英文）, 2025,
45(5): 688−699. HU Qiong, CHEN Yang, WANG Jinhua, WANG Yan, DING Xu, SUN Le. Influence of Super-Slip Design at the
Bottom of Spiral Groove on Performance of Liquid Film Seal under Complex Operating Conditions[J]. Tribology, 2025, 45(5):
688−699.

复杂工况下槽底超滑移设计对

液膜密封性能的影响

1,2
1
1
1*
1
胡 琼 , 陈 阳 , 王锦华 , 王 衍 , 丁 旭 , 孙 乐 1
(1. 江苏海洋大学 机械工程学院，江苏 连云港 222005；
2. 南京航空航天大学 直升机传动技术重点实验室，江苏 南京 210016)
摘 要: 针对液膜密封在介质压力波动、高温和高速等极端工况下易发生扰动而严重影响密封性能的问题，为寻找
扰动有效抑制方法，采用数值方法对比考察了边界压力波动及考虑黏温效应时介质温度、压力和转速对槽底超滑
移设计和传统无滑移条件下的液膜空化、承载能力、泄漏特性和端面温度的影响. 研究结果显示，在压力波动时，超
滑条件下的空化体积分数α、液膜开启力F o 和泄漏率Q波动与压力波动曲线之间无相位差，即在扰动停止后能够即
刻恢复稳定运行，而在无滑移条件下存在滞后现象. 在黏温效应影响下，一方面，对于2种滑移条件，F o 和Q达到稳定
的时间与初始介质温度、初始介质压力和转速无关，而α达到稳定的时间随初始介质温度的升高而缩短，槽区平均
温度T随之延长，且此二者与初始介质压力和转速也无关；另一方面，相较于无滑移条件，槽底超滑移设计可以明显
缩短α、F o 、Q和T达到稳定的时间，显著提升F o 、减小α和降低T (在高转速时还可以显著降低Q)，同时使Q远小于标
准允许值，且较低的初始介质温度或较高的转速均可以使性能改善效果进一步增强，而初始介质压力影响甚微. 本
研究中表明槽底超滑移设计可以有效应对复杂环境扰动对液膜密封性能的不良影响.
关键词: 液膜密封; 压力波动; 黏温效应; 超滑移设计; 密封性能
中图分类号: TH117.1 文献标志码: A 文章编号: 1004-0595(2025)05–0688–12

Influence of Super-Slip Design at the Bottom of Spiral Groove on

Performance of Liquid Film Seal under Complex
Operating Conditions

1,2
1
1
1*
1
HU Qiong , CHEN Yang , WANG Jinhua , WANG Yan , DING Xu , SUN Le 1
(1. School of Mechanical Engineering, Jiangsu Ocean University, Jiangsu Lianyungang 222005, China;
2. National Key Laboratory of Science and Technology on Helicopter Transmission,
Nanjing University of Aeronautics & Astronautics, Jiangsu Nanjing 210016, China)
Abstract: Under extreme working conditions such as fluctuating media pressure, high temperature, and high speed, the

Received 27 January 2024, revised 27 March 2024, accepted 27 March 2024, available online 29 June 2024.
*Corresponding author. E-mail: qqwangyan2006@163.com, Tel: +86-18360576317.
This project was supported by the National Natural Science Foundation of China (52105187, 52275192), the Qinglan Project of
Jiangsu Province of China, the "521 Project" of Lianyungang City, the Postdoctoral Research Project of Lianyungang City of China
(LYG20220012) and the Jiangsu Provincial Postgraduate Research and Innovation Program (KYCX23_3454).
国家自然科学基金项目(52105187，52275192)、江苏省高校“青蓝工程”项目、连云港市“521工程”项目、连云港市博士后科研
项目(LYG20220012)和江苏省研究生科研创新计划项目(KYCX23_3454)资助.