滚筒端部密封结构设计+文献综述(2)
6. 挡托轮装置 7. 出料装置 8. 旋风分离器 9. 引风机
图1.1 滚筒烘干机结构简图
工业生产中有一门非常重要的技术：密封技术，它在提高工业生产效率保障工业安全技术方面有着至关重要的地位。我们可以从很多生产实例中看到这一点，例如1984年，一个美国联合碳化物公司在印度的农药厂化学物储罐发生了泄漏，这一事故的后果是3000多人的生命，在12万中毒人群中还有5万人失明。同样的密封事故还有很多，又例如1986年美国“挑战者”号航天飞机升空不久爆炸，原因是飞机左侧火箭助推器连接处密封圈失效引起的泄漏，导致7名宇航员全部遇难，价值12亿美元的航天飞机化为乌有[1]。以上事件都充分说明了密封的重要性。
作为一门多学科交叉性的边缘学科，同时也是一门综合性的新兴学科，密封技术实际上是密封机理，研究密封材料的科学。对基础件的在工业中地位的越来越重视使得我国一直以来存在的“重主机，轻基础件”的倾向和观念开始扭转，无论是在政府还是工业界，密封技术越来越得到重视，其投入也在逐步加大。我国大量的工业需求和国家政策的重视推动着密封技术进入一个重要的发展机遇期。而在期间属于密封技术中的一个不可忽视的成员迷宫密封也更是得到了很大的发展。
20世纪至今，迷宫密封引起了国内外学者的关注，并开展了广泛而又不乏深度的研究，取得了一系列成果。关于密封性能影响因素的分析和迷宫密封泄漏量的计算成为了他们早期工作的重点。热力学理论分析和实验方法则是早期研究的主要方法。热力学分析的方法、计算流体力学数值分析方法以及泄漏量测量和流动显示等实验研究方法是这些方法的主要代表[2]。
20世纪70 年代后，人们在计算流体力学的发展下进行了大量对迷宫密封的数值研究，有限差分法和有限元法是两个大类。H. Stoff[4] 在直通型迷宫密封中的不可压缩流场的研究中首次采用了有限差分法数值计算。 D.L. Rhode与J.A. Demok[5]等也对不可压缩的直通型迷宫密封进行了数值研究。迷宫密封内的可压缩流场也在Rhode和Sobolik [6]的研究中首次得到了数值模拟。在国内，鲁周勋等也采用有限差分法求解了直通型密封的轴对称可压缩流场，得到了单腔室迷宫内流场的各流动参数[7]。 CFD 等这一系列计算流体力学软件的出现也让数值研究的发展得到了进一步发展。
关于迷宫密封泄漏量的计算，现在有很多种方法和研究，典型的有：Martine计算方法、Stodala计算方法、Egli计算方法、Kearton 计算方法、Verms计算方法等［2]。在计算泄漏量时使用热力学方法有一定的缺陷。以D.L.Rhode为代表的美国研究人员用了数值方法来给密封的泄漏特性给出预报，在对不同结构迷宫密封特性的研究中利用数值计算方法对密封随压差结构参数的变化进行研究并得出一种最优结构［8]。H.A.EI-Gamal关于不可压缩流动在静止和旋转情况下不同结构迷宫的密封性能的研究中指出［9］：空腔宽度与齿高的比率很大程度上影响着不同迷宫结构的密封性能，但在比率的增加过程中，也存在着性能好坏的差异，是否是轴旋转同样有着影响。刘有军对径向迷宫密封的泄漏特性也用有限元法进行了数值预报［10］。总结出了一种研究整体迷宫密封特性的方法，这种方法可以从单腔室中的到整个迷宫的密封特性。D.L. Rhode[11]的研究表明：在齿较薄时，泄漏量与齿厚有着密切的关系；同样小的间隙中，间隙对泄漏量的影响也更大。S.Witting [12]等人在对公差比例等因素对迷宫密封性能影响的研究时发现：雷诺数Re和马赫数Ma 同样对迷宫密封有着重要的影响。