基于槽区表面纹理化改性的液膜密封性能提升方法

目的 对传统液膜密封槽区的表面进行微观有序纹理化改性，以期调节微尺度流动，提高密封综合性能。方法 根据流动因子ξ判断密封端面间流体流动状态，采用有限体积法数值模拟密封稳态性能，对比现有文献验证算法的正确性;对比研究不同几何、工况参数下，有、无表面微纹理设计的密封开启力和泵送率的变化规律，研究槽区纹理对密封性能的影响机理。结果 采用槽区纹理化改性在提高密封间隙流体静压的同时，还可实现方向性导流，增强流体动压;在纹理方向与流场方向高度一致时(在所研究工况下，α为10º~15º)，可表现出良好的导流效果;通过增加纹理密度(用纹理数量表示，n)或增大纹理宽间比(Bm/Cm)，适当调小纹理间距Cm，可使导流效应增强;通过微纹理设计不会改变槽型参数的优化结果，存在较宽的纹理结构参数区间，使有纹理的密封性能较无微纹理的更优;有纹理密封在高速、大槽深时的维稳和抑漏效果更好。结论 在液膜密封槽区表面合理设计有序微纹理，可在槽型结构已较优的基础上，进一步提升液膜开启力、降低泄漏率。依据分析结果，提出“在流场与流体型槽方向高度匹配的前提下，设计超滑水槽区表面能够大幅提升液膜密封开启性能和泵送能力”的设想。

Method for Improving Liquid Film Seal Performance Based on Groove Surface Texture Modification