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题名涡轮泵动静压机械密封端面液氧相变特性研究
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作者
侯正烜
孟祥铠
师博闻
赵文静
刘磊
彭旭东
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机构
浙江工业大学机械工程学院
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出处
《摩擦学学报(中英文)》
2025年第8期1101-1112,共12页
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基金
国家自然科学基金项目(52175193,U2241246)资助。
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文摘
为研究液体火箭发动机涡轮泵中深冷低黏介质易汽化现象,基于均相沸腾模型建立了1种动静压结合型机械密封的相变润滑模型,提出了基于有限元的数值求解方法,以液氧为密封介质开展密封端面流体膜的相变特性分析,研究了工况参数(转速、压力和温度)对密封性能的影响规律,并与经典液相润滑模型进行对比分析.研究结果表明:当密封腔内氧为液态时,动静压型机械密封端面液氧相变发生于下游侧密封坝,相较于经典液膜润滑模型,相变作用下氧的质量泄漏率是液态条件下的10%~20%,相变有助于减小氧的质量泄漏率,增强动静压型机械密封流体膜的承载能力,由于液氧的相变,端面流体膜开启力与温度间呈现非线性变化规律;研究范围内,螺旋槽槽深约为12μm时,动静压结合型端面密封具有较优的开启力和上游泵送率;由于均压槽和静压孔的隔离作用,螺旋槽和密封坝可进行独立设计.研究结果可为涡轮泵深冷介质端面密封的设计提供参考.
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关键词
涡轮泵
深冷介质
动静压型机械密封
相变特性
液氧
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Keywords
turbopump
cryogenic medium
hydrodynamic-hydrostatic mechanical seal
phase change characteristics
LOX
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分类号
TH117.2
[机械工程]
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