轴密封计算方法及影响因素分析

气缸在密封中的泄漏量取决于密封前后的压力大小、密封结构型式、齿数z和隙缝的面积f。

当密封前后的压力比超过临界值时，密封的出口气流将出现声速，这种临界压力比可表示为

式中 p_前、p_后——密封前后的压力；

α——系数，有

空气、氧气、氨气等气体的等熵指数K=1.4，g=9.81m/s²，系数α=2.145，则临界压力比可表示为

图6-2所示为空气、氧气、氮气等气体的等熵指数K=1.4时的临界压力比与密封齿数z的关系。

图6-2 不同齿数z的临界压力比（K=1.4）

当密封前后压力比小于临界压力比时，密封的低压力比泄漏量q_m低漏（kg/s）为

式中 ——泄漏系数（图6-3）；

D_m——密封直径（m）；

z——齿数；

s_mm——径向间隙（指径向上的间隙）（mm）；

p_前、p_后——密封前后的压力（kgf/cm²）；

ρ_临——临界压力（kgf/cm²）；(https://www.xing528.com)

ρ_前——密封前的气体密度（kg/m³）。

当密封前后压力比大于临界压力比时，密封的高压比泄漏量q_m高漏（kg/s）为

如工质为空气等等熵指数K=1.4的气体，则系数α=2.145，式（6-5）可表示为

式中的符号和单位与式（6-4）相同。

图6-3所示为不同梳齿形式密封的泄漏系数α，其中以图6-3d所示的曲折形密封结构为最佳，其泄漏系数α=0.7。图6-3a所示为平滑圆柱形漏气隙缝结构，漏气比较厉害，这种结构一般用于密封要求不高的情况，或是气体中含灰量较大，容易把曲折形空腔堵塞的情况。

图6-3 不同梳齿形式密封的泄漏系数α

[例题6-1] DA200-61型压缩机平衡盘处的漏气计算。

已知：密封前的压力p_前=7.08kgf/cm²；密封后的压力p_后=1kgf/cm²；密封前的密度ρ_前=6.54kg/m³；密封的直径D_m=0.235m；密封齿数z=21（平衡盘处16片，叶轮主盘上5片）；泄漏系数α=0.7，采用曲折形梳齿密封；密封径向间隙s_mm=0.3mm。

解 密封前后压力比=7.08，由图6-2查得齿数z=21时的临界压力比为6.08＜7.08。因此，可采用高压力比泄漏量计算式（6-6）进行计算：

折算到压缩机进口状态时的体积流量q_V漏为

相对漏气量为