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机械密封表面微凹槽的几何结构简图,将密封端面划分为N个沿周向周期分布的扇形区域,机械密封摩擦副的截面示意图,摩擦副由动环和静环构成,微凹槽织构加工在静环上,hp为微凹槽深度,c 为油膜厚度。Hausdorff维数是分形几何理论的基础,可以说分形几何的理论体系是建立在这一基础之上,但是Hausdorff维数只适合分形几何的理论推导,只能通过分析的方法获得一小类规则的纯数学分形的Hausdorff维数。单个周期微凹槽的平面示意图,微凹槽宽度,w 为内环圆弧的直线长度,l0为微凹槽长度,59U-22机械密封,l 为圆环宽度。
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凹槽的宽度w0与扇形内圆弧直线长度w 存在比值W= 0.8,机械密封,使开启力Fopen和液膜刚度Kz达到大值;在相同W 值下,59U-20机械密封,凹槽宽度w0越大,59U-18机械密封,开启力和液膜刚度值也越高,泄漏率基本保持不变,这表明毫米级宽度凹槽比微米级凹槽具有更好的密封性能; W 的增大,泄漏率Q 会呈单调递增。应用计算流体动力学(CFD)数值模拟计算理论及方法,采用混合多相流模型对密封腔内汽液两相场的动力学特性进行数值计算。
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