شبیه‌سازی عددی نشت‌بند گازی خشک یک کمپرسور گریز از مرکز

در این پژوهش با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی، ویژگی‌های دینامیکی جریان در سه مدل از شیارهای یک و دو‌جهته نشت‌بند گازی خشک یک کمپرسور گریز از مرکز، شبیه‌سازی می‌شود. ناحیه محاسباتی شامل فیلم گاز بین دو رینگ ثابت و چرخان و فضای درون شیارها است. عملکرد نشت‌بند تحت ضخامت‌های مختلف مورد بررسی قرار می‌گیرد. به منظور انجام حل عددی، معادله های پیوستگی و ناویر استوکس با فرض سیال گاز ایده آل با استفاده از سلول‌های با‌سازمان و شش وجهی، حل می شوند. رژیم جریان لایه‌ای در نظر گرفته می‌شود. نتایج به دست آمده شامل توزیع فشار، نیروی بازکننده، میزان نشتی و سفتی فیلم گاز می‌باشند. ابتدا نشت بند یک جهته مدل شده و نتایج حاصله با نتایج تجربی مقایسه می شوند. در ادامه دو مدل هندسی متفاوت شیار دو جهته مورد استفاده قرار می گیرند و نتایج بدست آمده مقایسه می‌شوند. نتایج نشان می دهند که نیروی بازکننده و سفتی فیلم گاز در دو مدل هندسی با شیار دو جهته از شیار یک‌جهته بیشتر هستند. همچنین میزان نشتی در این دو مدل هندسی نیز نسبت به شیار یک جهته کاهش می‌یابد.

Numerical simulation of the dry gas seal of a centrifugal compressor

The dynamic features of flow field in three models of the unidirectional and bidirectional grooves of the dry gas seal of a centrifugal compressor are simulated using computational fluid dynamics. The computational domain is the gas film between two rotating and stationary rings and inside the grooves. The seal performance is investigated under different thicknesses. The continuum and NavierStokes equations are solved by assuming the ideal gas fluid by using structural and hexagonal cells. The flow is considered laminar. the results include pressure distribution, opening force, leakage, and stiffness of the gas film. First, the unidirectional seal is modeled and the results are compared with the experimental results. The results show that the effects of turbulence can be ignored. In the following, two different geometrical models of the bidirectional grooves are used and the results are compared. The results show that the opening force and stiffness of the gas film in two bidirectional groove models are higher than the unidirectional groove. Also, the leakage values in these two models are reduced compared to the unidirectional groove.