螺旋槽机械密封稳态性能解析法分析

本书是一本关于机械密封领域的专著。全书以螺旋槽机械密封的性能分析为主线，用近似解析法分析了密封端面间流体膜的稳态性能，包括液体润滑螺旋槽机械密封和气体润滑螺旋槽机械密封（干气密封）。全书共分5章，第1章主要介绍螺旋槽机械密封的基本概念、近似解析法的发展历程及研究现状；第2章介绍螺旋槽机械密封端面间流体膜稳态性能分析的近似解析方法；第3章介绍液体润滑螺旋槽机械密封；第4章介绍气体润滑螺旋槽机械密封；第5章介绍实际气体效应对螺旋槽干气密封性能的影响。本书可作为机械工程、动力工程及工程热物理等专业研究生和高年级本科生学习的参考资料，也可供从事机械密封研究、设计、制造和应用的工程技术人员参考。

第1章绪论1
1.1螺旋槽机械密封1
1.1.1液体润滑螺旋槽机械密封1
1.1.2气体润滑螺旋槽机械密封(干气密封)3
1.2螺旋槽机械密封端面流体膜性能分析——近似解析法的研究进展5
参考文献7
第2章螺旋槽机械密封端面间流体膜稳态性能分析的近似解析方法9
2.1螺旋槽机械密封端面的几何形状9
2.2螺旋槽机械密封的基本工作原理10
2.3螺旋槽机械密封端面流体膜的压力控制方程12
2.3.1光滑区(密封坝)流体膜的压力控制方程12
2.3.2螺旋槽区流体膜的压力控制方程(窄槽理论)20
2.4液体润滑螺旋槽机械密封压力分布的近似解析分析22
2.4.1泵出式液体润滑螺旋槽机械密封22
2.4.2泵入式液体润滑螺旋槽机械密封23
2.5气体润滑螺旋槽机械密封压力分布的近似解析分析24
2.5.1泵出式气体润滑螺旋槽机械密封24
2.5.2泵入式气体润滑螺旋槽机械密封25
2.6机械密封端面间流体膜的稳态性能26
2.6.1流体膜的流动状态26
2.6.2端面的开启力27
2.6.3流体膜的刚度27
2.6.4流体膜的温度分布27
2.6.5流体膜的剪切摩擦力矩27
2.7滑移流效应28
2.8实际气体效应29
参考文献31
第3章液体润滑螺旋槽机械密封32
3.1泵出式(上游泵送)液体润滑螺旋槽机械密封32
3.1.1密封性能参数计算32
3.1.2密封性能影响因素分析34
3.2泵入式(下游泵送)液体润滑螺旋槽机械密封39
3.2.1密封性能计算40
3.2.2密封性能影响因素分析41
3.3存在气液界面的螺旋槽机械密封及其流体膜特性46
3.3.1“零压差零泄漏”模型46
3.3.2端面间流体膜的压力分布48
3.3.3气液分界面半径51
3.3.4零泄漏的大力度优惠转速和优选转速52
3.3.5给定工作转速下的优选允许开槽深度53
3.3.6对内外双槽密封气液分界半径的影响因素分析54
参考文献62
第4章气体润滑螺旋槽机械密封63
4.1泵入式气体润滑螺旋槽机械密封63
4.1.1端面气膜压力的解析计算63
4.1.2端面气膜流动的状态分析65
4.1.3端面摩擦力矩的简化计算72
4.1.4滑移流影响螺旋槽干气密封性能的解析法77
4.2泵出式气体润滑螺旋槽机械密封84
4.2.1气膜控制方程84
4.2.2密封性能参数计算84
4.2.3“泵出式”与“泵入式”螺旋槽干气密封性能参数对比85
4.3单双列螺旋槽干气密封性能比较86
4.3.1螺旋槽端面的气膜压力控制方程87
4.3.2单双列螺旋槽干气密封性能对比87
参考文献91
第5章实际气体效应对螺旋槽干气密封性能的影响93
5.1实际气体效应的表征93
5.1.1常用的压缩因子理论表达方式94
5.1.2气体压缩因子计算表达式的筛选96
5.2考虑实际气体效应的干气密封端面压力控制方程解析表征98
5.3氮气实际气体效应的影响99
5.3.1氮气的第二维里系数计算99
5.3.2滑移流因子表征99
5.3.3氮气干气密封性能误差的定义100
5.3.4干气密封性能计算及比较分析100
5.4氢气实际气体效应的影响103
5.4.1氢气的第二维里系数计算103
5.4.2气体密封性能计算及比较分析103
5.5二氧化碳实际气体效应的影响105
5.5.1二氧化碳气体的第二维里系数计算105
5.5.2密封性能计算及比较分析106
5.6水蒸气实际气体效应的影响108
5.6.1端面开启力108
5.6.2气膜刚度109
5.6.3泄漏率110
5.6.4热平衡膜厚111
5.7天然气实际气体效应的影响113
5.7.1混合气的实际气体状态方程114
5.7.2天然气动力黏度计算115
5.7.3天然气干气密封的气膜压力控制方程115
5.7.4算例及结果分析115
参考文献121