复杂工况机械密封腔内两相流的流场特性分析

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高参数波纹管集装式机械密封腔内流体存在着各种不同的相态：全液相密封、似液相密封、似汽相密封、全汽相密封，随着工作介质和工作条件的改变，机械密封腔内流体的相态可以从-种相态转变为另-种相态，机械密封在变工况以及高速、高温、高压复杂工况条件下机械密封腔内流体会变为汽液两相混合状态，进而造成密割霸.嗖 的高温，带 许多问题：端面间的液膜汽化、密封环的热变形、密封环的热裂等问题，导致密封装置运行失效。为了保证机械密封长期稳定可靠的工作，必须对密封环采取冷却措施Ⅲ。应用计算流体动力学(CFD)数值模拟计算理论及方法，采用混合多相流模型对密封腔内汽液两相场的动力学特f生进行数值计算，通过求解流体动力学控制方程，得到了冲洗口位置的不同对密封环冷却效果的影响规律，同时可观察各方向、各截面的流体流动隋况。

2 CFD基本理论流体流动要受物理守恒定律的支配，基本的守恒定律包括：质量守恒定律、动量守恒定律、能量守恒定律。流动包含有不同成分(组元)的混合或相互作用，系统要遵守组分守恒定律[31。

2.1质量守恒方程div(p)0 (1)式中：p-密度；-时间； -速度矢量l引。

2.2动量守恒方程div( )div grad (2)div( )div( gra - Sv (3)div(p div(p，grad )-Sw (4)其中，grad ，符号 和5 是动量守恒方程的广义源项13]。

2.3能量守恒方程div(puT)di、7[ grad (5)来稿日期：2012-03-17基金项目：国家自然科学基金(5l165043)；新疆维吾尔自治区高衅研计划项目(XJEDU2010115)作者简介：任立朝，(1986-)，石家庄，男，硕士，主要从事机械密封结构优化设计及计算流体动力学等的研究；穆塔里夫·阿赫迈德，(1963-)，男，新疆，教授，硕士生导师，研究方向机械密封与流体力学