通过数值模拟办法获得密封结构,涡轮泵高压低温静密封锥角θ的合适值。

       将锥角θ按照30°,45°,60°,90°和120°等5 种情况进行数值模拟,并加以对比。由于本文篇幅所限,只介绍具有代表性的60°,90°锥角的数值模拟过程。为使计算结果尽量准确,考虑铅丝与平盖法兰和V 型槽筒体法兰的接触面处应力较集中的特点,在划分网格时,按照接触处到其它区域的计算网格总体由密变疏进行。

     60°V型槽铅丝密封的计算网格(接触处网格0.05mm其它网格0.5mm)见图2。在平盖法兰均布载荷(101.325kPa)、60°V型槽筒体法兰固定的情况下,COSMOS计算结果见图3 。

图2 　60°V 型槽铅丝密封的计算网格

图3 　60°V 型槽铅丝密封的COSMOS 计算结果

       由图3可见,60°V型槽铅丝密封,在平盖法兰101.325kPa均布载荷作用下,3个密封接触处的应力图谱基本相同,最大应力为9.429MPa,恰小于铅丝的[σ]= 10.0MPa、90°V型槽铅丝密封的计算网格(接触处网格0.05 mm其它网格0.5mm)见图4 。

图4 　90°V 型槽铅丝密封的计算网格

图5 　90°V型槽铅丝密封的COSMOS计算结果