Page 10 - 摩擦学学报2025年第8期

1108 摩擦学学报（中英文） 第 45 卷

12.5 10 000 r/min-PC 10 000 r/min-RE 10 000 r/min-PC 10 000 r/min-RE
30 000 r/min-PC 30 000 r/min-RE 30 000 r/min-PC 30 000 r/min-RE
50 000 r/min-PC 50 000 r/min-RE 0.001 0 50 000 r/min-PC 50 000 r/min-RE
12.0
0.000 8
11.5
F o /kN 11.0 f 0.000 6

10.5 0.000 4
10.0
0.000 2
9.5
115 120 125 130 135 140 115 120 125 130 135 140
T/K T/K
(a) F o -T (b) f-T

0.04
10 000 r/min-PC 10 000 r/min-RE
0.05 30 000 r/min-PC 30 000 r/min-RE
50 000 r/min-PC 50 000 r/min-RE 0.03
0.04
Q up /(kg/s) 0.03 Q/(kg/s) 0.02 10 000 r/min-PC 10 000 r/min-RE
30 000 r/min-PC
30 000 r/min-RE
0.02
50 000 r/min-PC
50 000 r/min-RE
0.01
0.01
0.00
0.00
115 120 125 130 135 140 115 120 125 130 135 140
T/K T/K
(c) Q up -T (d) Q-T
Fig. 7 Effect of temperature on sealing performance at different rotational speeds
图 7 不同转速下温度对密封性能的影响

力随温度的升高而减小. 这是因为随着温度的升高， 压力梯度保持不变，泄漏率更加稳定. 非相变模型随
端面介质黏度降低，动压效应减弱，同时温度升高导 着温度的升高，动压效应减弱，端面间压差增大，泄漏
致出口处汽化相变程度增大，静压作用增强. 在低转 率不断增加. 这说明了相变效应对泄漏率有抑制作用.
速时，动压效应减小程度相对较小，而静压效应增强 比较而言，由于相变的产生，气态氧逸出量远小于液态
程度相对较大；在高转速下，动压效应减小程度相对 下的氧逸出量，质量泄漏率是液态条件下的10%左右.

较大，而静压效应增强程度相对较小. 图7(b)所示为端 2.2.2 不同密封压力下温度的影响
面摩擦系数f的变化规律，由图7(b)可见，在不同转速 图8所示为动静压机械密封在不同介质压力p 下
o
下，摩擦系数均随着温度的升高而不断减小，这是由 各密封性能随温度的变化规律. 如图8(a)所示，RE模
于氧的动力黏度降低而导致的结果，比较而言，由于 型下的开启力随着温度的增大呈线性减小的变化规
介质汽化的影响，PC模型的摩擦系数小于RE模型的 律；而相变模型下在介质压力较大时(p >2.5 MP )，开
o
a
摩擦系数. 如图7(c)所示为螺旋槽的上游泵送率Q 随 启力随着温度的升高先减小后增大；在介质压力较小
up
温度的变化规律，由图7(c)可见，不同转速下的上游泵 时(p <2.5 MP )，随着温度的升高先增大后减小，并趋
a
o
送率均随温度的升高而降低，且转速越大泵送率越大. 于稳定. 这是因为相变模型下当介质压力较大时，随
这是因为随着温度升高，黏度降低，动压效应减弱，导 着温度升高至130 K时，介质发生相变，静压效应增
致上游泵送率减小，同时转速越大动压效应更强，从 强，开启力逐渐增大. 当介质压力较小时，随着温度的
而上游泵送率更大. 由于上游侧介质氧均处于液态， 升高介质发生相变，静压效应增强，当温度升高至130 K
2种模型下的上游泵送率几乎无差别. 图7(d)所示为相 时，上游侧螺旋槽区发生氧的相变，流体动压效应减
变模型下泄漏率Q随温度的升高几乎保持不变，而非 弱，导致开启力降低. 当温度升高至135 K后，端面介
相变模型下泄漏率随温度的升高不断增大. 这是因为 质全部气化，压力趋于稳定. 在不同介质压力下，相变
温度升高，相变效应增强，静压作用增强，端面出口处 程度不同，介质压力较小时(p <2.5 MPa)，端面流体膜
o