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流体动力润滑螺旋槽非接触机械密封的发展及应用 被引量:6
1
作者 徐万福 耿彬 +2 位作者 谷霞 刘雨川 沈心敏 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2006年第11期203-207,共5页
详细地分析了非接触机械密封商业产品中的一些二维及三维流体动力槽形、特别是螺旋槽形的动态性能,包括对径向对称与径向弯曲类槽形的流体动力品质;明确地提出了避免非接触机械密封系统发生“半频自激涡动”及流体膜“共振振荡”的理论... 详细地分析了非接触机械密封商业产品中的一些二维及三维流体动力槽形、特别是螺旋槽形的动态性能,包括对径向对称与径向弯曲类槽形的流体动力品质;明确地提出了避免非接触机械密封系统发生“半频自激涡动”及流体膜“共振振荡”的理论概念及螺旋槽非接触干气密封应采取顺流方式以获得高刚度而增加其运行稳定性和液体湿式密封应采取逆流方式以实现密封的无泄漏的设计准则;系统地阐述了非接触机械密封在离心气体压缩机和液体泵类上应用的2类体系及其干运行非接触气体密封的检验规范。 展开更多
关键词 螺旋槽非接触机械密封 干运行气体密封 逆流泵湿式密封
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零压差零泄露”双螺旋槽非接触机械密封性能计算 被引量:3
2
作者 宋鹏云 陈匡民 +1 位作者 董宗玉 吴旨玉 《流体机械》 CSCD 北大核心 1999年第5期17-20,共4页
计算了内装式双螺旋槽非接触机械密封在零泄漏条件下的气液分界面半径、全液体润滑的临界转速、全气体润滑的临界转速。
关键词 机械密封 螺旋 零压差 性能计算 零泄漏
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螺旋槽液体非接触机械密封的“零压差零泄漏”计算模型 被引量:15
3
作者 宋鹏云 陈匡民 +1 位作者 董宗玉 吴旨玉 《流体机械》 CSCD 北大核心 1999年第1期6-10,共5页
提出了液体非接触机械密封零压差零泄漏的密封观点,理论分析指出密封端面能存在气液分界面,并推导出了确定单端面外装同向双槽机械密封气液分界面半径的解析表达式。
关键词 机械密封 螺旋 接触 零泄漏 计算模型
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螺旋槽液体非接触零泄漏机械密封气液分界面影响因素分析 被引量:5
4
作者 宋鹏云 黄泽成 +2 位作者 董宗玉 吴旨玉 陈匡民 《流体机械》 CSCD 北大核心 1999年第2期17-22,共6页
分析了螺旋槽液体非接触零泄漏机械密封气液分界面的影响因素,给出了确定零泄漏条件的最低转速和最高转速的理论表达式,以及根据工作转速确定最大允许开槽深度的计算式。
关键词 机械密封 接触 零泄漏 气液界面 螺旋
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螺旋槽-波锥坝组合型非接触式机械密封性能分析 被引量:1
5
作者 李志宇 闫方琦 +2 位作者 徐鲁帅 宋勇 姚源 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2021年第7期87-94,107,共9页
针对液体润滑非接触式机械密封在低黏环境下承载性能不足的问题,提出一种新型螺旋槽-波锥坝动静压组合型机械密封结构,采用MATLAB软件利用有限差分法求解考虑质量守恒空化边界的雷诺方程,并将组合槽与螺旋槽、波锥坝的密封性能进行比较... 针对液体润滑非接触式机械密封在低黏环境下承载性能不足的问题,提出一种新型螺旋槽-波锥坝动静压组合型机械密封结构,采用MATLAB软件利用有限差分法求解考虑质量守恒空化边界的雷诺方程,并将组合槽与螺旋槽、波锥坝的密封性能进行比较,进一步分析不同结构参数与工况参数对组合槽性能参数的影响规律。结果表明:新槽型波数与螺旋槽数重合时组合密封在径向出现2个压力峰值,相较于单一槽型结构拥有更好的承载能力与较小的摩擦扭矩;液膜力与泄漏量随波锥比或径向宽度比的增加而增大,外径压力和转速越大,组合槽的承载性能提升越显著,但外径压力的升高会造成较大的径向泄漏。组合槽结合了波锥槽的静压承载与螺旋槽的动压承载综合优势,将有效提升液体润滑非接触式机械密封在低黏环境下的润滑性能。 展开更多
关键词 机械密封 螺旋 承载能力 表面织构
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基于Newmark-β法的非接触式机械密封轴向振动研究 被引量:1
6
作者 金赛赛 孙见君 马晨波 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2024年第7期23-30,共8页
振动对非接触式机械密封性能有着重要影响,如导致碰撞和泄漏。构建包括静环-液膜-动环-弹性元件的密封系统模型,探讨自由衰减振动、自激振动和地震极端振动3种激励下,密封系统静环、动环和弹性元件的位移以及密封系统泄漏和碰撞的情况... 振动对非接触式机械密封性能有着重要影响,如导致碰撞和泄漏。构建包括静环-液膜-动环-弹性元件的密封系统模型,探讨自由衰减振动、自激振动和地震极端振动3种激励下,密封系统静环、动环和弹性元件的位移以及密封系统泄漏和碰撞的情况。研究表明:在不受外界激励的情况下,在自由衰减振动下密封系统轴向稳定性和密封性能良好;密封系统在受到简谐振动激振力形式的自激振动干扰后,系统位移量明显增大,会显著影响密封性能;叠加一定地震烈度的随机平稳地震动影响下,弹性元件位移量大幅增加,密封失效。振动对非接触式机械密封性能的影响显著,应确保密封端面间液膜厚度稳定且足够小,以维持密封系统的长周期运转。 展开更多
关键词 接触机械密封 密封振动系统 泄漏率 响应 激励
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基于CNN-VIT模型的非接触式机械密封多源故障状态识别方法 被引量:5
7
作者 陈金鑫 丁雪兴 +2 位作者 陆俊杰 徐洁 张帅 《流体机械》 CSCD 北大核心 2024年第9期98-107,共10页
针对非接触式机械密封多源故障信号频率高、识别难和易受干扰的难题,搭建密封试验台,模拟4种典型故障工况和正常运行工况,布置声发射(AE)测试系统测取10000个特征样本,将卷积神经网络(CNN)结构与Vision Transformer模型相结合,并在CNN... 针对非接触式机械密封多源故障信号频率高、识别难和易受干扰的难题,搭建密封试验台,模拟4种典型故障工况和正常运行工况,布置声发射(AE)测试系统测取10000个特征样本,将卷积神经网络(CNN)结构与Vision Transformer模型相结合,并在CNN输出数据中引入Patch概念构建了一种改进模型,随后应用于密封故障状态识别,提出了一种新型的非接触式机械密封状态智能识别方法,并分析了改进模型各层网络决策对密封AE数据的影响。结果表明,AE技术能够高效监测非接触式机械密封多源故障状态信号,该方法对密封状态识别的准确率最高可达99.42%;改进模型更加关注稳定运行状态信号中频率为0~50 kHz和100~150 kHz的噪声频带数据,动环表面剥落状态信号中频率为100~150 kHz的噪声频带数据和270±40 kHz的摩擦AE频带数据。研究结果可为机械密封的智能化、高可靠、长寿命发展提供理论基础。 展开更多
关键词 声发射 接触机械密封 故障诊断 深度学习 Vision Transformer
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高速深螺旋槽机械密封端面环形槽降温传热机理分析 被引量:1
8
作者 马学忠 赵吉军 张伟政 《工程科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期293-302,共10页
间隙内流体黏性生热量大、端面温升高是机械密封在高速工况下存在的关键共性问题之一,密封端面型槽将对跨尺度间隙内流体传热产生重要的影响。既有研究发现,静环内径侧开设环形槽可有效减小密封端面温升,为深入研究其传热过程及降温作... 间隙内流体黏性生热量大、端面温升高是机械密封在高速工况下存在的关键共性问题之一,密封端面型槽将对跨尺度间隙内流体传热产生重要的影响。既有研究发现,静环内径侧开设环形槽可有效减小密封端面温升,为深入研究其传热过程及降温作用机理,应用ANSYS Fluent软件建立了深环形槽–深螺旋槽复合式端面构型(ASG)与经典深螺旋槽端面构型(SG)的热流体动力润滑(THD)模型,并在湍流计算模型下对比分析环形槽的传热过程,揭示其降温作用机理,讨论其几何参数对机械密封性能及降温效果的影响规律。结果表明:密封端面内径侧环形槽区因液膜较厚、流体剪切作用较小,润滑流体黏性产热量显著减小,从而有效降低了润滑液膜及密封端面温度;且环形槽槽深、槽宽的适当增加可强化其降温作用,最高达15 K,即温升下降约33%。此外,环形槽的降温作用导致流体黏度损失减小,故深环形槽–深螺旋槽复合式端面构型的密封承载性能与摩擦学性能相比经典深螺旋槽端面构型均有所提升。环形槽使密封环内径侧径向压力梯度增大,密封泄漏率有所增加,单位时间内泄漏流体带走了更多的黏性热量,加之环形槽的开设增加了内径侧高温流体与静环的对流换热面积,均有助于降温。上述结构及环形槽可有效降低润滑液膜与密封端面温升,增加液膜汽化裕度,对机械密封的高速化具有显著的工程意义。 展开更多
关键词 机械密封 环形 螺旋 湍流 热流体动力润滑 降温机理 计算流体动力学
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深槽浅槽非接触式机械密封性能比较研究 被引量:4
9
作者 王衍 孙见君 +2 位作者 马晨波 涂桥安 周飞 《液压与气动》 北大核心 2013年第2期8-13,共6页
非接触式机械密封由于其低磨损、高可靠性而成为密封领域研究的热点。本文通过对非接触式机械密封中深槽和浅槽机械密封的分类讨论,分别从研究现状、端面结构、工作机理、加工方法、应用范围几个方面对深、浅槽非接触式机械密封进行了... 非接触式机械密封由于其低磨损、高可靠性而成为密封领域研究的热点。本文通过对非接触式机械密封中深槽和浅槽机械密封的分类讨论,分别从研究现状、端面结构、工作机理、加工方法、应用范围几个方面对深、浅槽非接触式机械密封进行了论述和对比,同时例举这两类密封中具有代表性的圆弧深槽和螺旋浅槽进行了具体分析说明,简要给出了其各自的使用条件及范围,以期使广大从事机械密封的工作人员对这两类密封有较全面的了解,并对设计和选型有一定的帮助。 展开更多
关键词 接触机械密封 螺旋 圆弧深
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基于Fluent的树型槽非接触式机械密封的仿真计算 被引量:4
10
作者 王衍 于雪梅 +1 位作者 卢龙 贺毅强 《流体机械》 CSCD 北大核心 2016年第10期19-24,共6页
为了研究树型槽非接触式机械密封在不同工况下的密封性能,确定相关参数的变化规律,通过计算流场分析软件Fluent,采用Gambit软件对树型槽非接触式机械密封三维泄漏模型进行网格划分。基于N-S方程,选用层流模型与SIMPLEC算法,对树型槽非... 为了研究树型槽非接触式机械密封在不同工况下的密封性能,确定相关参数的变化规律,通过计算流场分析软件Fluent,采用Gambit软件对树型槽非接触式机械密封三维泄漏模型进行网格划分。基于N-S方程,选用层流模型与SIMPLEC算法,对树型槽非接触式机械密封的三维流场进行了数值研究,计算求得了密封面压力场分布及泄漏量。改变几何参数及操作参数再次模拟,得到了不同参数下流场的压力及泄漏量,并分析了相关参数对树型槽非接触式机械密封的影响,给出了相关几何参数的最优选择区间。 展开更多
关键词 树型 接触 FLUENT 机械密封 仿真计算
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基于湍流模型的螺旋槽机械密封端面流动特性分析 被引量:3
11
作者 谢星 张翊勋 +4 位作者 丛国辉 刘杰 王永乐 丁思云 李鲲 《流体机械》 CSCD 北大核心 2024年第9期31-38,共8页
为了研究高转速液膜润滑螺旋槽机械密封湍流流动特性,基于k-ω湍流模型,计算了密封端面液膜相对速度、压力与湍动能分布,并分析了不同转速与膜厚下密封开启力、泄漏率与端面各流动熵产损失占比。结果表明:槽区位置流体速度小,密封堰区... 为了研究高转速液膜润滑螺旋槽机械密封湍流流动特性,基于k-ω湍流模型,计算了密封端面液膜相对速度、压力与湍动能分布,并分析了不同转速与膜厚下密封开启力、泄漏率与端面各流动熵产损失占比。结果表明:槽区位置流体速度小,密封堰区流体速度大;液膜压力分布呈周期性,在螺旋槽背面前1/2流向位置处产生了空化;螺旋槽入口湍动能较大,在螺旋槽深度方向上,越靠近密封动环螺旋槽底壁面,流体湍动能越大;流体膜区域总熵产损失明显大于螺旋槽区域,总壁面熵产损失占比≥60%,总湍流流动损失占比≥30%;随着转速增加,开启力与泄漏率增大,壁面熵产损失增加,直接熵产损失降低,当转速≥10000 r/min时,湍流与脉动熵产损失相对稳定,占比35.64%~37.24%;随着膜厚增加,开启力降低,泄漏率增大,壁面熵产损失先增大后减小再增大,直接熵产损失降低,当膜厚≥4μm时,湍流与脉动熵产损失相对稳定,占比40.26%~42.15%。研究结果可为高转速低能耗机械密封结构设计提供理论指导。 展开更多
关键词 机械密封 螺旋 湍流 流动损失
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磁流体润滑螺旋槽机械密封中的热流固耦合分析 被引量:1
12
作者 张鹏高 魏龙 +1 位作者 冯秀 冯飞 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期196-202,共7页
为了研究磁流体润滑螺旋槽机械密封中的热流固耦合效应,利用ANSYS Workbench软件计算了磁流体膜的压力分布、温度分布和动环的变形量,分析了电流强度、转速和磁性颗粒体积分数对磁流体膜压力、温度和动环变形的影响。结果表明:随着电流... 为了研究磁流体润滑螺旋槽机械密封中的热流固耦合效应,利用ANSYS Workbench软件计算了磁流体膜的压力分布、温度分布和动环的变形量,分析了电流强度、转速和磁性颗粒体积分数对磁流体膜压力、温度和动环变形的影响。结果表明:随着电流强度、转速和磁性颗粒体积分数的升高,磁流体膜的动压、温度和密封环的热变形都增大;内径处的磁流体温度最高但压力最低,磁流体基液易汽化;动环的压力变形远小于热变形;磁流体膜的压力、磁流体膜温度的数值解大于试验值和解析值,其主要原因在于数值解考虑了密封堰和离心力对磁流体膜的影响。 展开更多
关键词 磁流体 磁性颗粒 螺旋 机械密封 热流固耦合
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机械密封热变形仿真及其对润滑性能的影响研究
13
作者 尚雪梅 冯湛航 +3 位作者 张可飞 王晓鹏 曾群锋 贾谦 《机电工程》 北大核心 2025年第6期1024-1033,共10页
为了解决机械密封在高温、高压、高速等极端工况下的安全性问题,针对工作在高温环境下的涡轮泵螺旋槽机械密封变形的量化及其影响问题,开展了热变形方面的研究。首先,分析了涡轮泵机械密封的结构和使用工况;然后,建立了润滑性能分析模型... 为了解决机械密封在高温、高压、高速等极端工况下的安全性问题,针对工作在高温环境下的涡轮泵螺旋槽机械密封变形的量化及其影响问题,开展了热变形方面的研究。首先,分析了涡轮泵机械密封的结构和使用工况;然后,建立了润滑性能分析模型,并计算了机械密封在工作时动环和静环之间的液膜力;最后,使用有限元仿真的方法获得了机械密封在高温和液膜力作用下的变形量,分析了变形对机械密封润滑性能的影响,并将理论数据与试验数据进行了对比。研究结果表明:液膜力为2 kN时,得到了机械密封动环和静环的变形量,动环最大变形量为8.3μm,静环最大变形量为0.6μm;考虑变形后,机械密封的最小润滑膜厚h_(min)较不考虑变形时的膜厚h要小,而流量Q较不考虑变形时要大;理论计算结果和试验结果更加接近,证明了理论分析的正确性。该研究结果可为高参数机械密封的相关设计及性能仿真研究提供参考。 展开更多
关键词 涡轮泵 接触机械密封 螺旋机械密封 SolidWorks实体建模 液膜力计算 开启力 泄漏量
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机械端面密封反向螺旋槽空化效应与泄漏控制机理 被引量:18
14
作者 马学忠 孟祥铠 +3 位作者 王玉明 赵文静 沈明学 彭旭东 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第4期1558-1568,共11页
针对机械端面密封的反向螺旋槽结构,基于遵循质量守恒的JFO空化边界条件,采用SUPG有限元方法求解Reynolds方程,研究了反向螺旋槽的空化效应,基于此,提出了一种新型的正反向螺旋槽组合端面密封结构,分析了不同工况条件下的密封性能。结... 针对机械端面密封的反向螺旋槽结构,基于遵循质量守恒的JFO空化边界条件,采用SUPG有限元方法求解Reynolds方程,研究了反向螺旋槽的空化效应,基于此,提出了一种新型的正反向螺旋槽组合端面密封结构,分析了不同工况条件下的密封性能。结果表明:反向螺旋槽区域易发生液膜空化,周期性分布的空化区会显著影响端面流场,空化区的低压力可将内径侧流体抽吸到密封端面,实现上游泵送。新型正反向螺旋槽端面密封结构结合了反向螺旋槽产生的泄漏控制作用和正向螺旋槽产生的流体动压效应,同时具备良好的上游泵送能力和动压承载能力。 展开更多
关键词 有限元方法 螺旋 空化效应 机械密封 上游泵送效应
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螺旋槽上游泵送机械密封端面参数结构优化 被引量:20
15
作者 胡丹梅 郝木明 +1 位作者 彭旭东 吴德利 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2003年第1期35-37,41,共4页
介绍了一种性能优异的非接触式机械密封———螺旋槽上游泵送机械密封。讨论了操作参数 ,端面结构参数对密封性能的影响规律。利用优化理论对螺旋槽上游泵送机械密封端面参数进行优化设计。
关键词 螺旋上游泵送机械密封 优化设计 结构参数 密封性能
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螺旋槽上游泵送机械密封密封特性数值计算 被引量:24
16
作者 李贵勇 郝木明 闫明强 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2010年第9期56-59,共4页
建立考虑机械密封端面径向锥度的理论模型。采用有限元法求解修正的雷诺方程,得出螺旋槽上游泵送机械密封端面间液体的压力分布,分析不同黏度下膜厚、端面径向锥度对密封特性参数的影响规律。结果表明,螺旋槽上游泵送机械密封端面间液... 建立考虑机械密封端面径向锥度的理论模型。采用有限元法求解修正的雷诺方程,得出螺旋槽上游泵送机械密封端面间液体的压力分布,分析不同黏度下膜厚、端面径向锥度对密封特性参数的影响规律。结果表明,螺旋槽上游泵送机械密封端面间液膜压力呈三维凸形曲面;液膜厚度越大,开启力越小,液膜刚度系数在某点取得峰值;径向锥度越大,径向压力峰值、开启力和摩擦因数越小,泄漏率在某点取得最小值;综合考虑较小密封泄漏量和较小摩擦因数,径向锥度取值范围为-1.5×10-4<β<-0.5×10-4较适宜。 展开更多
关键词 螺旋 机械密封 密封特性 有限元法
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液膜及气膜非接触式机械密封的对比分析 被引量:9
17
作者 王衍 孙见君 +2 位作者 马晨波 涂桥安 周飞 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2013年第3期111-116,共6页
非接触式机械密封由于其低磨损、高可靠性而成为密封领域研究的热点。介绍非接触式机械密封中液膜和气膜机械密封,分别从研究现状、端面结构、工作机制、技术特征几个方面对液膜及气膜非接触式机械密封进行对比分析,简要给出其各自的使... 非接触式机械密封由于其低磨损、高可靠性而成为密封领域研究的热点。介绍非接触式机械密封中液膜和气膜机械密封,分别从研究现状、端面结构、工作机制、技术特征几个方面对液膜及气膜非接触式机械密封进行对比分析,简要给出其各自的使用条件及范围,以期对非接触式机械密封的设计和选型有一定的帮助。 展开更多
关键词 接触机械密封 液膜 气膜 干气密封 上游泵送
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螺旋槽上游泵送机械密封端面间液膜压力脉动特性 被引量:6
18
作者 陈汇龙 付杰 +3 位作者 李述林 赵斌娟 邹强 刘金凤 《排灌机械工程学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第6期504-509,共6页
为分析上游泵送机械密封微间隙内流场的动静干扰作用和压力脉动特性,以螺旋槽非接触式机械密封为例,运用滑移网格技术,对内部流场进行了多工况非定常数值模拟.分别计算了稳态和瞬态的模型内部压力速度分布,以及不同转速下的压力脉动时... 为分析上游泵送机械密封微间隙内流场的动静干扰作用和压力脉动特性,以螺旋槽非接触式机械密封为例,运用滑移网格技术,对内部流场进行了多工况非定常数值模拟.分别计算了稳态和瞬态的模型内部压力速度分布,以及不同转速下的压力脉动时域变化和频谱特性,并与试验结果进行对比分析.研究结果表明:所用模拟方法可对内流场非定常特性进行较好描述,由于动静干涉的影响,各转速下机械密封流场内压力脉动呈明显的周期性变化规律;压力脉动是非定常流动现象的重要特征,主要受槽频和轴频的影响. 展开更多
关键词 螺旋机械密封 压力脉动 滑移网格 动静干涉
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螺旋槽上游泵送机械密封性能的解析计算 被引量:28
19
作者 宋鹏云 陈匡民 +1 位作者 董宗玉 吴旨玉 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 1999年第4期5-7,共3页
利用螺旋槽轴承的“窄槽”理论,计算分析了螺旋槽上游泵送机械密封的开启力、摩擦功耗和上游泵送速率等性能,给出了可用于该类密封设计的计算式。
关键词 机械密封 上游泵送 螺旋 解析计算 密封
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端面内侧开螺旋槽机械密封性能的实验研究 被引量:6
20
作者 宋鹏云 陈匡民 +1 位作者 董宗玉 吴旨玉 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2000年第4期34-35,共2页
通过实验方法测量研究了端面内侧开螺旋槽液体润滑机械密封端面间的液膜压力 ,液膜形成的开启力和摩擦功耗。其实验结果与相应的理论计算结果吻合。
关键词 机械密封 螺旋 实验研究 液膜压力 密封性能
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