通過數值模擬辦法獲得密封結構,渦輪泵高壓低溫靜密封錐角θ的合適值。

       將錐角θ按照30°,45°,60°,90°和120°等5 種情況進行數值模擬,并加以對比。由于本文篇幅所限,只介紹具有代表性的60°,90°錐角的數值模擬過程。為使計算結果盡量準確,考慮鉛絲與平蓋法蘭和V 型槽筒體法蘭的接觸面處應力較集中的特點,在劃分網格時,按照接觸處到其它區域的計算網格總體由密變疏進行。

     60°V型槽鉛絲密封的計算網格(接觸處網格0.05mm其它網格0.5mm)見圖2。在平蓋法蘭均布載荷(101.325kPa)、60°V型槽筒體法蘭固定的情況下,COSMOS計算結果見圖3 。

圖2 　60°V 型槽鉛絲密封的計算網格

圖3 　60°V 型槽鉛絲密封的COSMOS 計算結果

       由圖3可見,60°V型槽鉛絲密封,在平蓋法蘭101.325kPa均布載荷作用下,3個密封接觸處的應力圖譜基本相同,最大應力為9.429MPa,恰小于鉛絲的[σ]= 10.0MPa、90°V型槽鉛絲密封的計算網格(接觸處網格0.05 mm其它網格0.5mm)見圖4 。

圖4 　90°V 型槽鉛絲密封的計算網格

圖5 　90°V型槽鉛絲密封的COSMOS計算結果