通過(guò)數(shù)值模擬辦法獲得密封結(jié)構(gòu),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(jìn)行數(shù)值模擬,并加以對(duì)比。由于本文篇幅所限,只介紹具有代表性的60°,90°錐角的數(shù)值模擬過(guò)程。為使計(jì)算結(jié)果盡量準(zhǔn)確,考慮鉛絲與平蓋法蘭和V 型槽筒體法蘭的接觸面處應(yīng)力較集中的特點(diǎn),在劃分網(wǎng)格時(shí),按照接觸處到其它區(qū)域的計(jì)算網(wǎng)格總體由密變疏進(jìn)行。

     60°V型槽鉛絲密封的計(jì)算網(wǎng)格(接觸處網(wǎng)格0.05mm其它網(wǎng)格0.5mm)見(jiàn)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(jì)算結(jié)果見(jiàn)圖3 。

圖2 　60°V 型槽鉛絲密封的計(jì)算網(wǎng)格

圖3 　60°V 型槽鉛絲密封的COSMOS 計(jì)算結(jié)果

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

圖4 　90°V 型槽鉛絲密封的計(jì)算網(wǎng)格

圖5 　90°V型槽鉛絲密封的COSMOS計(jì)算結(jié)果