高参数超临界二氧化碳干气密封性能分析研究

简介

超临界二氧化碳(SCO2)的介质物性特殊,针对不同运行工况下的SCO2干气密封的稳态性能,建立了螺旋槽干气密封几何模型,分析了不同转速、压力、温度下的密封流场,以及各运行工况对SCO2干气密封的泄漏量和摩擦耗功的影响。研究结果表明,从SCO2干气密封进口至出口,流体由超临界态变为气态,转速及进口温度越高、进口压力越低,越偏离气化线,对于不同的进口压力,需保证一定的进口温度,防止密封端面出现相变而损坏密封;膜厚一定时,进口压力越高、温度越低,泄漏量及摩擦耗功越大,泄漏量随转速的升高而降低,摩擦功耗则增大,同时也可以看出实际气体效应对泄漏量的影响较大,惯性效应的影响相对较小,实际气体效应及湍流效应对摩擦耗功的影响较明显;运行工况相同时,SCO2密封的泄漏量与摩擦耗功高于氮气,且随运行工况的变化趋势较明显。