端面比压计算改(2)

s m v /238.81025360229703=⨯⨯⨯=
-π金属波纹管机械密封端面比压计算如下：
某聚酯公司生产时热媒泵使用工况：
进口压力P 1=5.24bar=0.524MPa 出口压力P 2=11.9bar=1.19MPa
介质温度：320℃，轴的转速n=2970r/min ，流量：253m 3/h
实测该泵的机械密封数据如下：
表1：机械密封数据实测值
符号
名称 实测值/mm d 1
接触端面内径 61 d 2
接触端面外径 69 d 3
波纹管内径 56 d 4
波纹管外径 70
据《流体动密封》查得[1]，波纹管机械密封的端面比压计算公式如下：
p c =()s p k p λ+-
其中，p c 为端面比压，MPa ；
p s 为弹簧比压，MPa ；
k 为载荷系数（平衡系数）；
λ为液膜反压系数；
p 为介质压力，MPa
现对上述公式中各项的取值进行分析或计算如下：
1）λ：为密封面间的平均液膜压力与密封介质压力之比，λ值的大小与介质性质、转速、压力以及密封表面状态等有关。

当液膜静压力近似地按三角形分布考虑时，则可取λ=0.5。

但在高速条件下，液膜动压效应不能忽略，须通过实验确定λ值[1]。

根据本设计初始参数，实测轴外径为53mm ，近似认为轴外径为动环内径，则估算出端面平均线速度：
即v=8.238<30，不属于高速，因此取λ=0.5
2) p: 密封腔处的介质压力[1]
212.0p p p +=
即p=0.762 MPa
3）k ：对于内流式：
k=21222e 2
4d -d d -d
其中，d 2为接触端面外径，d 2=69mm ；
d 1为接触端面内径，d 1=61mm
锯齿型金属波纹管有效直径d e 计算公式如下：
d e =2231d d +d d 3
+434（） 式中，d 4为波纹管外径，d 4=70mm ；
d 3为波纹管内径，d 3=56mm
4）弹簧比压Ps
端面平均线速度 v=8.238 m/s
根据密封端面平均线速度的不同，弹簧比压的选择范围也不同，其范围可参考下表[2]。

由有关文献[2]介绍
表2 机械密封弹簧比压选择参考表
机械密封类型
密封端面平均线速度（m/s) 弹簧比压Ps （MPa ） 高速机械密封
>30 0.05--0.2 中速机械密封
10～30 0.15--0.3 低速机械密封 <10 0.15--0.6
本机械密封为低速，p s 为0.15~0.6，
分别取p s =0.15，0.45, 0.6
将以上数据代入端面比压计算公式，得出结果如下：
1.p s=0.15时，p c=0.44
2.p s=0.45时，p c=0.74
3.p s=0.60时，p c=0.89
参考文献
[1]陈匡民，董宗玉，陈文梅等.流体动密封[M].成都：成都科技大学出版社，1990
[2]李继和，蔡纪宁，林学海等.机械密封技术[M].北京：化学工业出版社，1987
Ps取0.15,0.45,0.6；
介质压力p=0.762MPa；
λ=0.5；
1.当d4=70时，k=0.88，p c结果分别对应如下
1）p c= 0.44
2)p c=0.74
3)p c=0.89
2. 当d4=71时，k=0.952
1）p c= 0.49
2)p c=0.79
3)p c=0.94
3. 当d4=72时，k=1.025
1）p c= 0.55
2)p c=0.85
3)p c=1.00。