启动阶段鳐纹齿轮机械面密封的瞬态热弹水动力学研究
医学物理
2025-10-07 v1
摘要
发展了机械面密封的瞬态热弹水动力学(TEHD)特性的综合数值求解方法。耦合了流体膜的瞬态润滑特性、密封环的瞬态热变形特性、动态行为以及粗糙面接触特性。采用有限体积法求解流体膜，利用杜哈尔原理计算时间变化的固体属性。建立了数值求解的总体流程图，提出并运用于显式时间求解器的并行双时间步(PDTS)方法。评估了PDTS方法的效率和准确性，并与参考结果进行比较。研究了启动阶段内径鳐纹齿轮面密封。成功模拟了面膨胀与密封环运动的同时存在的物理效应。忽略粘度温度效应和收敛间隙形成会低估流体膜的承载能力；与THD和HD结果相比，发现接触力减小但最大接触压力增大；由于热迟滞效应，性能在稳定速度下保持变化。该提出的数值求解方法对分析与机械面密封相关的瞬态TEHD效应相关不良运行机制具有重要影响。
引用
@article{arxiv.2510.04903,
title = {Transient thermo-elasto-hydrodynamic study of herringbone-grooved mechanical face seal during start-up stage},
author = {Yongfan Li and Muming Hao and Noël Brunetière and Qiang Li and Jiasheng Wang and Baojie Ren},
journal= {arXiv preprint arXiv:2510.04903},
year = {2025}
}