干气密封环

耦合模型校核变形

针对长输管线压缩机高压干气密封，建立多部件热-流-固耦合模型并优化辅助密封径向位置，实现密封间隙近平行以控制变形。

Fan, Wu · 江锦波 · 彭旭东 · Meng, Xiangkai

International Communications in Heat and Mass Transfer 2026

具体参数

静环最大变形（三体模型）

{'zh': '2.02', 'en': '2.02'} μm

轴向相对变形变化（10% N2）

{'zh': '6.4', 'en': '6.4'} %

轴向相对变形变化（10% C2H6）

{'zh': '17', 'en': '17'} %

推荐动环辅助密封径向位置

{'zh': '0.33–0.35', 'en': '0.33–0.35'}

技术优势

变形预测更准

三体模型包含辅助密封圈和密封座，静环最大变形仅为2.02 μm，而两体模型为4.0 μm，说明忽略辅助密封会显著高估变形。

组分影响明确

天然气中混入10% N2使密封环轴向相对变形增加6.4%，混入10% C2H6则降低17%，为不同气质下的密封设计提供依据。

优化密封间隙

推荐动环辅助密封径向位置Rrh=0.33–0.35，静环Rsh=0.2，可形成近平行密封间隙以控制变形。

应用场景

• 压缩机干气密封：用三体模型预测变形，避免高估，防止密封失效。
• 密封性能测试：通过耦合模型模拟不同工况，减少实物测试次数。
• 天然气管道输送：针对不同气质组分评估密封变形，保障长输安全。
• 密封结构优化：优化辅助密封径向位置，形成近平行间隙控制变形。