1、在中低速條件下，干氣密封存在潤滑不充分和運行不穩(wěn)定的問題，所導致的端面接觸摩擦磨損會影響密封性能及其使用壽命，而合理的表面形貌設(shè)計可產(chǎn)生明顯的流體動壓效應(yīng)，改善密封端面潤滑狀態(tài)。為進一步提高中低速干氣密封的氣膜承載特性和氣膜穩(wěn)定性，本文針對干氣密封螺旋槽槽底表面形貌效應(yīng)開展數(shù)值分析與理論研究。
　　首先，基于氣體潤滑理論，考慮動壓型槽表面形貌對流體潤滑特性的影響，采用流量因子修正法，建立修正流體潤滑模型，在此基礎(chǔ)上采用有限差分法對

2、數(shù)學模型進行數(shù)值分析。
　　其次，依據(jù)所建立的修正潤滑模型，分別對紋理表面流量因子和密封端面氣膜特性進行分析，獲得了形貌參數(shù)和膜厚比對流量因子的影響規(guī)律以及操作參數(shù)對密封端面氣流速度和氣膜壓力分布的影響規(guī)律。
　　再次，考慮動壓型槽表面紋理特征，對螺旋槽干氣密封的密封性能進行研究。主要針對典型的紋理方向角βr=-45°，βr=45°的表面及各向同性表面，分析了不同形貌參數(shù)、操作參數(shù)和結(jié)構(gòu)參數(shù)下的氣膜承載力和氣膜剛度等性能參數(shù)

3、，提出了動壓型槽表面紋理方向性在不同條件下對密封性能的影響規(guī)律及其影響范圍。
　　最后，以氣膜承載力和氣膜剛度為目標函數(shù)，通過分析動壓型槽與表面形貌之間的協(xié)同作用，以及不同操作參數(shù)對表面形貌效應(yīng)的交互影響，分別獲得適用于特定結(jié)構(gòu)參數(shù)和特定操作參數(shù)下的表面形貌參數(shù)優(yōu)選值，并給出中低速干氣密封動壓型槽表面紋理方向角選型譜圖，初步實現(xiàn)動壓型槽表面形貌的優(yōu)化。
　　結(jié)果表明，與開槽區(qū)流體流動方向接近平行的方向性紋理能夠產(chǎn)生較大的流體

4、動壓效應(yīng)，氣膜承載能力和氣膜穩(wěn)定性佳，尤其在密封壓力、密封間隙和槽深較小以及轉(zhuǎn)速較大的情況下，動壓型槽表面紋理的影響較為顯著，其中，對氣膜剛度的影響較大，對氣膜承載力的影響較??；動壓型槽與表面形貌之間存在協(xié)同效應(yīng)，高度協(xié)同時，槽深越大，協(xié)同效應(yīng)越明顯，方向性協(xié)同時，不同螺旋角下協(xié)同效應(yīng)基本相同；基于壓力—轉(zhuǎn)速兩兩變化法得出的動壓型槽表面紋理方向角選型譜圖中，在低壓高速區(qū)，以氣膜承載力和氣膜剛度為綜合優(yōu)選目標，隨著速度增大以及壓力的減小，