机械密封对流换热系数确定方法研究.pdf

2013年7月润滑与密封第38卷第7期LUBRICATION ENGINEERINGVol 38 No. 7DOI:10.3969/j.issa0254-0150.2013.07.011机械密封对流换热系数确定方法研究”张帆宋鹏云(昆明理工大学化学工程学院云南昆明650500)摘要:综述国内外机械密封换热面对流换热系数确定方法的研究进展,包括数值计算方法和经验公式法;分析讨论各方法及各经验公式的来源、背景;选择6种不同工况,应用各个经验公式进行计算,对计算结果进行对比分析。结果表明,各计算公式获得的换热系数数量级一致,但具体数据有明显差异。选择、应用对流换热系数公式时,需根据具体工况違慎选择。关键词:机械密封;对流传热;经验公式中图分类号:TH136文獻标识码:A文章编号:0254-0150(2013)7-051-6Research on Determining Methods of ConvectiveHeat Transfer Coefficients of Mechanical SealsZhang Fan Song Pengyun(Faculty of Chemical Engineering, Kunming Uniersity of cience and Technology, Kunming Yunnan 650500, China)Abstract: The research progress as how to determine the convective heat transfer coefficients of mechanical seal wasreviewed, including the numerical computational methods and empirical formulae. The source and background of eachempirical formula was discussed. The convective heat transfer coefficients as to six different cases were calculated anddiscus ed. The results show that convective heat ransfer ce icient magnitude obtained by all the empirical formula is thesame, but the specific data are different. It should be cautious when the convective heat transfer coefficients are determinedfor a specific conditionKeywords: mechanical seal convective heat transfer; empirical formulae机械密封是最常见的轴封装置,在机槭密封运转响对流换热的关健是其对流换热系数,或称为放热系过程中,动环组件对流体的搅动,以及动、静环密封数。国内外许多学者对该换热系数开展了广泛而深入面之间的滑动摩擦会产生大量的摩擦热,导致密封环的研究,取得了许多成果,提出确定换热系数的多种温度升高,严重情况下会导致密封迅速失效。对于方法和经验公式,但各种公式的来源、背景和适用范般机械密封,可以忽略动环组件搅动流体产生的摩擦围不尽相同,对同一工况的计算结果有差异,甚至会热,密封的摩擦热主要由密封端面产生。密封端面之有明显差别。为了有助于充分理解对流换热系数的方间产生的摩擦热主要通过热传导从密封环摩擦表面传法和合理选用对流换热系数的公式,本文作者对机械递到密封环与介质接触的边界,再以对流换热的形式密封常用的对流换热系数计算方法及计算公式进行分传递到冷却液,最后通过冷却液或密封腔壳体传递到析、对比。密封腔外部。机械密封环与介质的对流换热过程对密1机械密封环对流换热系数确定方法封环热量的传递和密封环温度的分布有重要影响。影对流换热是流体流过固体表面时与该表面所发生的热量交换,流体的流动促使传热速率加快。固体壁基金项目:昆明理工大学方向团队项目面对流体的加热或冷却由于对流的存在变得非常复收稿日期:2013杂,工程上将对流换热的强度,即热涴密度表达为换作者简介:张帆(1985-),男,硕士研究生,从事机械密封方热系数与温差的乘积,即著名的牛顿冷却定律。换热面的研究.E-mail:fan_sunshine163.com系数是一个非常重要的参数,其确定方法一般有3通讯作者:宋鹏云(1963-),博士,教授,博土生导师,从事种:一是计算方法,通过求解动量传递、热量传递和流体密封技术等领域的科研与教学工作.E-mal: songpengyun速率方程,获得流场的温度分布和壁面热流密度,然