為研究某型號(hào)流體動(dòng)壓型核主泵機(jī)械密封流場(chǎng)和溫度場(chǎng)的分布規(guī)律,使用Pro/E軟件建立了機(jī)械密封環(huán)及密封腔的三維實(shí)體模型。采用k-ε湍流模型,基于ANSYS Fluent軟件求解了納維-斯托克斯(N-S)方程和能量方程。研究了密封環(huán)生熱與密封腔散熱的規(guī)律。分析了流體流動(dòng)與溫度變化趨勢(shì)。結(jié)果表明:該型核主泵機(jī)械密封的壓力以密封端面為界,分為高壓區(qū)和低壓區(qū)。在密封端面液膜壓力由外徑到內(nèi)徑逐漸降低。最高溫度出現(xiàn)在密封端面處,由密封端面向外溫度逐漸降低。液膜粘性剪切熱通過(guò)密封環(huán)的熱傳導(dǎo)及腔內(nèi)流體的對(duì)流換熱作用而帶走。機(jī)械密封的泵送環(huán)強(qiáng)化了端面熱量的散失。

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【部分圖文】：

圖1某流體動(dòng)壓型核主泵機(jī)械密封結(jié)構(gòu)示意圖

圖1為某百萬(wàn)千瓦級(jí)核電廠流體動(dòng)壓型核主泵機(jī)械密封結(jié)構(gòu)示意圖。該機(jī)械密封共分3級(jí)，每一級(jí)密封結(jié)構(gòu)基本相同，且承受相同的壓差。本文模型只選取第三級(jí)機(jī)械密封進(jìn)行計(jì)算分析。在正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，每級(jí)機(jī)械密封承擔(dān)5MPa壓差。高壓介質(zhì)從入口流入密封腔體，大部分流體從出口1流出。少量流體進(jìn)入密封端....

圖2網(wǎng)格劃分

選擇k-ε湍流模型，使用求解壓力耦合方程組的半隱式方法（SIMPLE算法），對(duì)液膜N-S方程、連續(xù)性方程、能量方程和固體環(huán)的熱傳導(dǎo)方程進(jìn)行求解，具體的工況參數(shù)如表1所示。直角坐標(biāo)系下的N-S方程為：

圖3密封腔壓力分布

由機(jī)械密封端面液膜壓力分布可知，從外徑側(cè)到內(nèi)徑側(cè)，液膜壓力迅速降低（圖4）。液膜壓力在外徑側(cè)略低于供給壓力，在內(nèi)徑側(cè)略高于出口2壓力，但是數(shù)值上差別不大。在周向方向上，液膜壓力幾乎沒(méi)有變化。這是由于液膜受到動(dòng)環(huán)高速旋轉(zhuǎn)的影響，使得其壓力在周向上均勻分布。由圖4可以看出，液膜內(nèi)部的....

圖4液膜壓力分布

圖3密封腔壓力分布為了更直觀地揭示液膜壓力沿徑向的變化規(guī)律，圖5給出了液膜壓力變化曲線。

本文編號(hào)：3902282