[发明专利]基于plan54系统配置下的密封隔离液循环量计算方法

摘要

基于plan54系统配置下的密封隔离液循环量计算方法，采用热量平衡方法，将密封腔体、内外侧密封组件、转轴、泵盖冷却水、外冲洗液以及隔离液视为一个系统，基于密封稳定运转时须满足热量平衡，对密封隔离液循环量进行计算。本发明优点是：1、针对与不同泵盖结构，无论是否带水冷夹套，是否配置外冲洗，对于plan54系统来讲，本发明中的热平衡方程可以根据实际情况进行灵活运用。

主权项

 基于plan54系统配置下的密封隔离液循环量计算方法，其特征在于：一.确定机械密封热量平衡方程根据热量平衡理论，机械密封正常运转时，需满足：Q_F＋Q_A＋Q_B＋Q_hs＝Q₁＋Q₂＋Q₃＋Q₄＋Q₅式中，Q_F—动、静环端面摩擦热；Q_A—旋转元件在密封介质中的搅拌热；Q_B—辅助元件的振动和摩擦产生的热量；Q_hs—泵体及泵送流体传入密封腔体的热量；Q₁—外冲洗液吸收热；Q₂—隔离液循环吸收热；Q₃—泵盖水冷夹套中冷却水带走密封腔的热量；Q₄—密封腔外表面与大气对流传热带走的热量；Q₅—通过转轴带出系统的热量；上式可简化为：Q_F＋Q_hs＝Q₁＋Q₂＋Q_3；二.摩擦热Q_F的确定单密封端面的摩擦热按下式计算：Q_F＝fp_gVA_fp_g—密封端面比压，N/cm²；V—密封端面平均周速，m/s；A_f—密封端面面积，cm²； (2.1)内侧密封端面比压计算（1）面对背结构内侧密封端面比压计算：p_g＝p_s＋（K₁‑λ₁）p₁+（K₂‑λ₂）p₂ ；式中p_S—密封补偿元件弹簧比压，N/cm²；K₁—内侧密封按内流式计算的载荷系数，K₁=(D₂²‑D_B²)/(D₂²‑D₁²) ；K₂—内侧密封按外流式计算的载荷系数，K₂=(D₂²‑D_B²)/(D₂²‑D₁²) ；D₁,D₂—分别为内侧密封端面内、外直径，m；D_B—内侧密封的平衡直径，m；λ₁—内侧密封腔内介质的膜压系数；λ₂—外侧密封腔内隔离液的膜压系数；p₁—内侧密封腔内介质的压力，N/cm²；p₂—外侧密封腔内隔离液的压力，N/cm²；（2）面对面或背靠背布置结构内侧密封端面比压按下式计算;p_g＝p_S＋（K₁‑λ₂）p₂＋（K₂‑λ₁）p₁(2.2)外侧密封端面比压计算p_g=p_S+（K‑λ）p式中p_S—密封补偿元件弹簧比压，N/cm²K—外侧密封按内流式计算的载荷系数，K=(D₂²‑D_B²)/(D₂²‑D₁²)D₁,D₂—分别为外侧密封端面内、外直径，m；D_B—外侧密封的平衡直径，m；λ—外侧密封腔内隔离液的膜压系数；p—外侧密封腔内隔离液的压力，N/cm²；三.泵体及泵送流体传入密封腔体的热量Q_hs的计算：Q_hs=U×A×D_B×ΔT式中：U－材料特性系数；A－传热面积；D_B－密封的平衡直径，单位mm；ΔT－泵温度和密封腔预期温度之差，单位K;四.外冲洗液吸收热Q₁、隔离液吸收热Q₂和泵盖水冷夹套中循环水带走密封腔的热量Q₃按以下通用公计算为：Q=qρC_pΔt/60式中：q—外冲洗液或隔离液的流量，L/min;ρ—外冲洗液或隔离液的密度，kg/L;C_p—外冲洗液或隔离液的比热，KJ/（Kg·K）;Δt—外冲洗液或隔离液的温升，K。