第九章__迷宮密封.ppt

1、第八章 非接觸型密封,第八章 非接觸型密封,一、 間隙密封,一種流阻型非接觸動(dòng)密封，流體沿著微小環(huán)形間隙利用粘性摩擦的耗損進(jìn)行阻截而達(dá)到密封目的。,有固定環(huán)、浮動(dòng)環(huán)等多種形式；既適合液體，也適合氣體。,二、 迷宮密封,迷宮密封是氣相介質(zhì)的主要密封類型。各種透平機(jī)械的 級(jí)間密封，幾乎都毫無(wú)例外地選用迷宮密封結(jié)構(gòu)。迷宮密封 也能作為各類透平機(jī)械的軸端密封。迷宮密封還能作為活塞 密封和防塵密封。,2. 密封原理,為了使氣流的動(dòng)能盡可能轉(zhuǎn)化為熱能，降低殘余速度，要盡量減薄迷宮齒片，使齒頂角尖銳，并朝向氣體方向。齒間應(yīng)有足夠的距離，使膨脹腔室足夠大。為此還可采用參差形迷宮結(jié)構(gòu)。,理想的迷宮流道：,在間隙

2、入口處氣體狀態(tài)為P0、T0和速度為0，氣體越接近入口，氣流越加收縮和加速，在間隙最小處的后面不遠(yuǎn)處，氣流獲得最大的速度；當(dāng)進(jìn)入空腔，流束界面突然擴(kuò)大，并在空腔內(nèi)形成強(qiáng)烈的漩渦。,在間隙前后，氣流的壓力能轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)能。 到空腔后，一小部分動(dòng)能又轉(zhuǎn)變?yōu)閴毫δ堋?強(qiáng)烈的漩渦，大部分動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芏膿p。 熱力學(xué)效應(yīng) 總壓頭總是下降的，能量散損越多，壓頭下降越多，泄漏量也隨之降低，達(dá)到阻漏目的。,從能量觀點(diǎn)看：,用焓熵圖表示這一過(guò)程：,氣流通過(guò)第一個(gè)縫口后，壓力由0點(diǎn)下降到1點(diǎn)，然后在膨脹室內(nèi)作等壓恒溫恢復(fù)，壓力由1點(diǎn)升到1點(diǎn)，如此下去，每個(gè)迷宮室內(nèi)進(jìn)行一次，最后把整個(gè)迷宮室內(nèi)氣體的理想狀態(tài)變化用折線0

3、 1 - 1 - 2- n - n表示之。 理想迷宮（等溫過(guò)程）。 范諾曲線。,在實(shí)際迷宮中，除了熱力學(xué)效應(yīng)、流體收縮效應(yīng)和摩阻效應(yīng)外，還應(yīng)考慮越載效應(yīng)（直通）。,在一般直通型迷宮密封中，通過(guò)縫口后的氣流只能向一側(cè)擴(kuò)散，在膨脹室內(nèi)不能充分地實(shí)現(xiàn)將速度能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮艿哪芰哭D(zhuǎn)換，而有一部分氣流速度不減少或者略微減少，直接越過(guò)各個(gè)齒頂流向低壓側(cè)直通效應(yīng)（越載效應(yīng)）。,迷宮密封的基本結(jié)構(gòu)與工作原理,迷宮密封是在轉(zhuǎn)軸周圍設(shè)若干個(gè)依次排列的環(huán)行密封齒，齒與齒之間形成一系列的節(jié)流間隙與膨脹空腔，被密封介質(zhì)在通過(guò)曲折迷宮的間隙時(shí)產(chǎn)生節(jié)流效應(yīng)而達(dá)到阻漏的目的。,五、特點(diǎn),迷宮密封有如下特點(diǎn)： (1)迷宮密封是非接

4、觸密封，無(wú)固相摩擦，不需潤(rùn)滑，適用于高溫、高壓、高速和大尺寸密封條件。 (2)迷宮密封工作可靠，功耗少，維護(hù)簡(jiǎn)便，壽命長(zhǎng)。 (3)迷宮密封漏泄量較大。如增加迷宮級(jí)數(shù)，采取抽氣輔助密封手段，可把漏泄量減小，但要做到完全不漏是困難的。,六、結(jié)構(gòu)型式,常見(jiàn)迷宮密封的結(jié)構(gòu)形式：,（a）直通型 （b）復(fù)合直通型 （c）錯(cuò)列型 （d）階梯型 （e）斜齒階梯型 （f）蜂窩與直通組合式 （g）承磨密封,3.影響迷宮密封的因素 綜合考慮流束收縮及流速降低流量系數(shù)，影響迷宮密封效果。影響流量系數(shù)的主要因素有： 1）疏齒邊緣影響流束收縮效應(yīng)。,三、主要尺寸參數(shù)及材料,1.尺寸參數(shù),齒數(shù)Z,梳齒間隙,梳齒節(jié)距,2）齒

5、形,、阻塞節(jié)流式密封 齒形結(jié)構(gòu)圖 （2）齒數(shù)計(jì)算,靜環(huán),靜環(huán),靜環(huán),動(dòng)環(huán),動(dòng)環(huán),密封圈,3流量系數(shù) 流量系數(shù)與迷宮的結(jié)構(gòu)型式和尺寸有關(guān)，由試驗(yàn)得出。在常用的結(jié)構(gòu)型式和間隙數(shù)值范圍內(nèi)，流量系數(shù)約在11.2左右。,3）齒寬與間隙比,A松散區(qū) B死區(qū) C渦流區(qū) D松擴(kuò)區(qū) E死區(qū),（d)不同壓比及厚隙比時(shí)的流量系數(shù),四、迷宮密封的計(jì)算 （1）齒數(shù)計(jì)算 亞臨界流動(dòng)時(shí)的高低齒迷宮密封的泄漏量（kg/s）由下式確定 式中，單位間隙面積單位時(shí)間的泄漏量，kg/(ms)； 流量系數(shù)，取為1.0； 泄漏系數(shù)； 迷宮間隙面積，m； 迷宮軸的直徑，m； 迷宮的半徑間隙，m； 平齒迷宮的泄漏量，可將高低齒迷宮密封的泄漏量G修正后得出： G=G 式中 泄漏量修正系數(shù)， 查文獻(xiàn)3圖12-8得，=2.0 （a）單位間隙面積單位時(shí)間的泄漏量由下式確定：,本節(jié)小結(jié),掌