超高壓變工況機械密封技術研究
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- 一新型動力裝置采用外燃式旋轉燃燒室, 這不僅
能將燃燒室與動力裝置供氣環節中的高溫超高壓燃氣
機械密封轉變為常溫超高壓液體燃料靜密封, 減小燃
氣的泄漏量, 而且能夠提高燃燒室的燃燒效率, 降低
動力裝置的燃料比耗量, 提高動力裝置的經濟性。使
燃燒室旋轉起來的關鍵是需在燃燒室頭部燃料供應通
路中增加旋轉動密封裝置。由于該燃燒室頭部空間狹
小, 密封介質壓力高, 極限工作壓力超過 30 MPa, 工
作轉速高, 為 0~ 2 100 r / mi n。尤為惡劣的是, 在工作
過程中燃燒室工況頻繁變換, 工作壓力和轉速經常大
范圍變動, 壓力變化量達到 1 0 MPa, 轉速變動范圍超
過 5 00r/ m i n, 這些都為這種超高壓變工況機械密封裝
置的設計帶來非常不利的影響。然而, 由于該動力裝
置要求旋轉燃燒室的工作時間相對較短, 這又為實現
這種機械密封的設計提供了可能。本文就是針對這種
機械密封技術進行了專題研究, 并經試驗驗證成功地
解決了該旋轉燃燒室燃料的密封難題。
1 設計分析
( 1) 密封形式選擇
盡管該旋轉燃燒室燃料通路中旋轉動密封裝置的
工作條件極其惡劣, 工作壓力超過 30 MPa, 又是變工
況運轉, 但由于旋轉燃燒室頭部的設計空間狹小, 不
可能按多端面機械密封進行布局, 因此只能選擇單端
面機械密封形式進行設計。
在超高壓的工作環境中, 通常選擇平衡型機械密...
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