基于复合泄漏通道模型的O型圈密封泄漏率计算方法研究

O型圈密封作为机械结构中最常见的密封形式之一，实现其密封泄漏率的准确定量计算进而保障其密封性能，对机械产品和装备整体的安全性、可靠性和环境保护性等具有重要意义。现有的O型圈泄漏率计算方法难以在计算准确度与模型复杂度间达到很好的平衡。针对这一问题，提出了一种基于复合泄漏通道模型的O型圈泄漏率计算方法。复合泄漏通道模型通过对粗糙表面轮廓三角峰均一化排列，将O型圈与粗糙表面间的泄漏通道定义为三角形通道和梯形通道两种典型形式。相比现有方法通过单一几何体对泄漏通道建模，复合泄漏通道模型引入粗糙表面三角峰统计参数对泄漏通道进行表征，充分反映了表面形貌特征对通道形式与泄漏率的影响。局部密封单元的泄漏仿真实验表明，复合泄漏通道模型相比经典的Roth模型具有更好的计算准确性。将该方法应用于一种典型的O型圈密封结构，设计并实施了泄漏率测量实验，实验结果表明不同O型圈压缩率下泄漏率计算结果的平均相对误差不超过15%，验证了提出的方法在实际应用场景下的有效性。     

基于相似原理的环瓣式石墨密封泄漏流动特性求解模型

环瓣式石墨密封因其泄漏通道尺寸微小，导致其建模、网格划分以及计算困难。基于相似原理方法建立环瓣式石墨密封泄漏通道求解模型，采用方程分析法推导环瓣式石墨密封泄漏通道内流体流动相似准则，获得遵循几何相似和力学相似的映射模型，并采用建立的泄漏通道映射模型分析环瓣式石墨密封的泄漏流动特性，并与实际模型计算结果进行比较。研究结果表明：泄漏通道内气体流动相似性可综合采用弗劳德、欧拉、雷诺相似准则表征；映射前后模型相同结构位置处流体压力、速度分布具有较好的一致性。通过映射模型求解的泄漏量与实际模型求解的泄漏量相对误差在误差允许范围内，验证了推导的泄漏通道流体流动相似准则和映射方法的可靠性，为研究环瓣式石墨密封微小泄漏通道泄漏流动特性提供新方法。     

压缩机内气体泄漏量计算模型

以过程方程、动量方程、状态方程和连续性方程为基础，结合小间隙内气体流动特点，将压缩机内气体泄漏视为有摩擦的流动过程，提出了计算气体泄漏量的模型；讨论了该模型的计算方法及理论计算结果．     

涡旋式压缩机内部泄漏的流态分析

在研究涡旋式压缩机的泄漏通道和泄漏过程的基础上，分析了泄漏中的不同流态，提出了各泄漏通道的流体流态的判断依据，建立了相应的泄漏模型，并通过实例计算和实验值进行比较，吻合良好     

涡旋式膨胀机泄漏损失的数值计算与分析

从涡旋式膨胀机的几何结构关系出发，通过建立静态泄漏模型，计算出理论静态泄漏速度和理论静态泄漏量。经过初步验证表明，理论计算量与实际静态泄漏量基本吻合。     

接触式机械密封端面泄漏模型的研究进展

泄漏率是评定机械密封性能的主要参数。接触式机械密封端面泄漏过程复杂,影响因素较多,且泄漏率是一个与运行时间相关的变量,而非稳态参数,因此其泄漏模型的建立是机械密封研究领域的难点。国内外的学者对接触式机械密封端面泄漏模型进行了大量的研究,相继提出了经验公式和数值计算模型。本文介绍了边界摩擦状态和混合摩擦状态的泄漏率经验公式;分析了包含密封端面间的液膜压力、微凸体接触比压、液膜厚度和载荷平衡方程的泄漏率数值计算模型,对不同作者在不同假设条件下采用数值计算模型得出的泄漏率计算结果进行了比较分析;探讨了经验公式和数值计算模型存在的问题。     

微型涡旋压缩机泄漏的理论计算

简要回顾了近年来在涡旋压缩机泄漏方面的研究进展,提出了微型涡旋压缩机的概念,并对微型涡旋压缩机的泄漏问题进行了理论计算.通过对泄漏通道和流动特性的分析,建立了泄漏计算模型,讨论了泄漏间隙等参数对泄漏的影响.计算模型和计算结果可为微型涡旋压缩机的设计和制造提供依据.     

离心式压缩机漏气损失计算

对离心叶轮外侧间隙内泄漏气体的流动进行了分析，应用Re数κ－ε紊流修正模型和SIMRLEC算法计算间隙内泄漏气体流场，获得压力分布，进而计算漏气损失并同其它两种方法的计算结果进行了比较，对离心压缩机的设计具有一定的参考价值。     

动压环槽端面密封的泄漏量影响因素

对端面开环形槽的动压式机械密封进行了研究，根据周向波度模型，以雷诺方程为基础，运用有限差分法进行数值计算，求解二维压力场和泄漏量，编制了相应的计算程序，通过计算，从理论上分析了压差，转速，波度等因素对泄漏量的影响，重点分析了泄漏量与膜量的关系，指出了膜厚－泄漏量之间的关系指数与传统公式的不同之处，并实验验证了计算程序的可靠性。     

涡旋压缩机泄漏模型的建立与分析

涡旋压缩机泄漏是影响压缩机性能的主要原因。以气体流动的基本方程为基础，考虑到粘性力和惯性力对气体流动的共同效应，建立了相应的泄漏模型。并通过实例计算和实验值进行比较，发现本模型计算值与实验值吻合的很好，因此本文所建立的数学模型是可行的。     

螺杆压缩机泄漏三角形面积变化规律

为了简化螺杆压缩机的泄漏三角形面积计算，提出了一种平面型线向泄漏空间展开，获取泄漏三角形曲边参数，进而计算泄漏三角形面积的方法。采用该方法分别对原始对称、原始双边对称、单边不对称摆线-销齿圆弧、Atlas-X、GHH等典型型线的泄漏三角形进行计算，计算结果与三维模型进行对比，误差分别为0.2%,0.07%,1.9%,1.9%,0.2%，验证了该计算方式的合理性。基于该方法，探究了不同类型型线和结构参数对泄漏三角形的影响规律。结果表明，泄漏三角形面积与节圆半径、导程、齿数比呈线性相关，与阴转子齿高、修正长度、双边长度呈正相关。论文最终拟合出泄漏三角形面积与影响因素的计算关联式，为形成螺杆压缩机型线性能评价方法提供了理论基础。     

无油润滑双涡圈涡旋空压机的泄漏研究

建立了无油润滑双涡圈涡旋压缩机的泄漏模型，根据型线的几何理论计算了一个周期内泄漏线的长度，分析了在工作过程中泄漏线的变化，泄漏线长度随曲柄转角的变化，以及泄漏量随排气压力、曲柄转角的变化情况。     

基于Abel-Noble方程的变截面涡旋压缩机径向泄漏机理研究

涡旋压缩机径向泄漏一直是阻碍其发展的技术难题,为了准确计算实际状况的径向泄漏量,根据热力学和流体力学理论,基于Abel-Noble状态方程建立可压缩、考虑壁面摩擦、气体粘性、流动状态等实际因素影响的泄漏量计算模型。采用Fluent软件对轴向间隙的径向泄漏流场进行分析,计算其泄漏量的大小,然后将理论计算结果和仿真计算结果与试验结果进行对比。结果表明:三者结果吻合程度较好,证明了计算模型的正确性,另外通过改变该模型中的几何参数,可以预测和计算任何类型的涡旋压缩机的泄漏。这对研究大功率涡旋压缩机泄漏和应用提供理论参考。     

涡旋压缩机密封间隙的定量化研究

以动量方程、连续方程、实际气体状态方程及过程方程为基础，将泄漏视为粘性气体多方流动过程，导出了计算涡旋压缩机内泄漏的模型，并对计算模型进行了实验验证。分析讨论了不同的气体温度、泄漏压差、最大泄漏量下空气、ＣＯ２、Ｒ２２、Ｒ１１，ｎＣ４Ｈ１０与最小密封间隙的关系。为各种不同用途涡旋压缩机的设计提供合理的密封间隙，为使用现有涡旋压缩机样机的设计参数进行模化设计提供理论依据。     

变截面无油涡旋压缩机轴向间隙泄漏模型的研究

为定量研究变截面无油涡旋压缩机轴向间隙泄漏,基于等熵层流流动理论,建立了变截面涡旋压缩机在任意主轴转角时轴向间隙泄漏量的计算模型。通过求解该模型,分析了泄漏量与泄漏线长度、涡旋齿齿厚、工作腔容积、腔体温度之间的数值关系,得出基圆半径、轴向间隙对泄漏量影响的变化规律。为了验证计算模型的准确性,利用FLUENT软件对涡旋压缩机的工作过程进行仿真模拟,得出泄漏气体的速度、密度,并计算出轴向间隙平均泄漏流量,将模拟结果和理论计算结果进行了对比。结果表明:2种方法所得到的泄漏量变化趋势基本一致,该研究为新型线涡旋压缩机涡旋盘的加工、装配和密封提供理论参考提供理论参考。     

螺旋槽机械密封在气液两相下的工作特性研究

为了分析螺旋槽机械密封在气液两相润滑工况下的性能，采用液氮模拟涡轮泵的低黏介质润滑环境，获得了不同试验条件下液氮在两相中的比例k。引入气液时变混合因子λ，建立了λ与两相介质混合密度ρ和混合黏度μ的关系。给出了螺旋槽机械密封的气液两相量润滑计算模型，计算得到了两相润滑时机械密封的开启力F和泄漏量Q，并和试验结果进行了对比，在150～190 s时添加时变混合因子计算方法计算出的开启力和泄漏量较实测数据平均误差分别为6.71%和4.32%。结果表明：考虑两相影响的开启力和泄漏量计算值均小于不考虑两相影响的计算值，且端面液膜气化降低开启力的同时也减小了泄漏量。气液两相量润滑计算模型增加了螺旋槽机械密封性能计算的准确性，研究结果可为两相工况下的机械密封设计及性能优化提供参考。     

CO2涡旋压缩机泄漏分析

分析了CO2涡旋压缩机的泄漏形式,并建立了泄漏间隙和泄漏量的模型。计算结果表明,CO2涡旋压缩机排气压力和蒸发温度对泄漏量的影响较大,吸气过热度对泄漏量的影响很小。     

指尖密封流动与变形三维双向耦合分析

针对指尖密封提出泄漏流动和固体变形的三维双向耦合计算方法。该方法采用多孔介质模型计算密封片组泄漏流场,将流场计算得到的压力分布加载到有限元模型上进行密封的固体变形计算,再根据变形计算结果更新多孔介质模型参数,重新计算泄漏流动;如此重复,直至泄漏流动和固体变形计算均达到收敛。采用该计算方法,对不同压差下指尖密封的泄漏流动与固体变形进行计算。计算结果表明：流动与变形的耦合计算经过3次迭代达到收敛;指尖密封结构的压降、泄漏及变形主要发生在指尖靴区域,密封片组的最大变形主要取决于径向变形;当上下游压差从0.1 MPa增大至0.5 MPa,密封片的最大径向变形增大约2%,最大轴向变形增大约400%,泄漏量增大约130%。     

滚动转子式压缩机的间隙泄漏模型

根据滚动转子式压缩机内制冷剂间隙泄漏的特点，利用润滑油流动模型来模拟计算制冷剂的泄漏量。计算表明，通过径向间隙的泄漏量最大，其次是通向吸气腔的轴向端面间隙的泄漏量。因此合理地设计泄漏间隙值，可以有效地降低滚动转子式压缩机的泄漏损失。     

直通式迷宫密封的数值分析

对直通式迷宫密封的流场和泄漏量进行了分析。采用CFD方法，应用k-ε湍流模型，SIMPLE算法。计算了迷宫密封内的速度分布、压力分布及泄漏量。就旋转速度对低比压直通式迷宫密封泄漏量影响做了进一步的分析，对进一步理解迷宫密封的机理具有一定意义。