釜用机械密封的使用工况复杂,经常出现失效或损坏,特别是在侧入式搅拌设备上,或介质具有腐蚀性、含固体颗粒时,必须针对性的研究设计才能保证机械密封使用性能。结合对机械密封长期的应用研发经验对此作了论述,并提出了不同条件下的解决方案。

采用数值模拟技术对轴向前掠，轴向后掠和原叶片进行计算，研究掠高变化对涡轮静叶栅气动性能的影响。结果表明：叶片前掠时，掠高增大使反C型压力分布加强，而反C型压力分布使端壁损失增大，但前掠减小了流道主流区的总压损失。叶片后掠时，掠高增大使C型压力分布被加强，而C型压力分布使端壁损失减小，但后掠增大了流道主流区的总压损失。

以CFD软件FLUENT为基本工具，应用有限体积法对流场进行数值模拟，同时采用了k-ε湍流模型，通过耦合与离散相结合的方法求解N—S方程，数值模拟迷宫密封内流场。对单腔和两腔直通式密封做数值模拟，得到了流量系数随进出口压差变化的曲线，与实验结果比较，显示FLUENT软件在数值模拟类似流动时是可靠的，最后分析了密封齿几何参数对流量系数的影响，由此提出改进方案并进行优化。

利用有限元软件ANSYS对不同螺栓载荷下的垫片接触应力分布进行了数值模拟。在此基础上，结合垫片系数m及内压，计算得到垫片有效密封宽度。结果表明，垫片有效密封宽度除受法兰密封面形状和垫片基本宽度影响外，还与法兰刚度和垫片几何尺寸有关；垫片有效密封宽度有限元计算值比GB150—1998规范计算值小。这为螺栓法兰金属垫片的设计与安全评价提供了参考。

介绍了炼油厂仿制的高压热水泵用波纹管机械密封的失效情况，从仿制参数、冲洗液循环等方面分析了机械密封失效的原因，通过计算验证对此机械密封结构和系统进行了改造，使其性能及使用寿命较仿制密封大大提高。

对某钢厂烧结工艺过程中产生的废气与熟石灰反应的密相干塔烟气脱硫除尘系统中出现矿粉泄露的现象进行分析，比较了先前的机械传动轴与壳体的密封结构——填料密封，发现此结构存在设计选型上的缺陷，重新研究分析采用新的密封结构——螺旋密封，利用Matlab进行优化，确定出轴与壳体之间最优密封结构尺寸。应用螺旋密封的新结构，解决了系统粉尘泄露致使机械传动部分不能长周期连续运行的难题，可作为一种新的密封结构在除尘系统中机械传动部分加以推广。