机械密封用锥形叶片式泵效环的性能进行理论分析

    利用离心泵理论，对一种机械密封用锥形叶片式泵效环的性能进行理论分析，并利用CFD软件对泵效环的性能进行数值模拟，获得泵效环邻域流场的压力分布，给出泵效环泵送能力的理论分析表达式即扬程表达式，分析泵效环转数和叶片数对其泵送能力的影响。理论分析结果和数值模拟结果基本一致，确认模型的合理性。随着泵效环转数和叶片数的增加，其泵送能力相应增加，但是随着叶片数的增加，空化空蚀现象会更易发生。
　在过程工业中，为了防止流体泄漏，绝大部分输送液体介质的旋转设备采用机械密封。在目前的机械密封技术中，一种阻止泄漏的最有效方式是采用双端面机械密封，它在两个密封端面的腔体中间，加注了隔离液或缓冲液(以下简称封液)，用于润滑和冷却密封端面，从而延长机械密封使用寿命。封液在机械密封系统里循环流动以达到冷却润滑的目的，目前使封液循环流动的装置有3种：外置泵送装置、封液热对流虹吸系统和内置泵送装置(泵效环)。外置泵送装置即在系统管路中加循环泵，这种方式涉及耐压、密封和防爆等问题，运行成本高，能耗大，一般不采用这种方式。而单纯的热对流系统虹吸系统，需要一定的温差才能实现循环，循环速度慢，其循环效果及散热效果不是很理想。认为合理设计的内置泵效环系统结构简单，循环效果明显，是目前广泛使用的封液循环装置。
　目前常用的泵效环有离心式和螺旋式2种。离心式泵送环工作机制类似离心泵。螺旋式泵送环在旋转时，其上的螺纹带动槽内的介质转动，由于惯性的作用，使螺纹槽与槽内介质形成相对运动，促使封液向一定方向运动。