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迷宫密封是一种非接触式密封结构,其具有结构简单、运行稳定、使用寿命长等特点,已被应用于大型往复式迷宫密封压缩机的活塞与气缸之间。在往复式迷宫密封压缩机的工作过程中,迷宫密封结构不仅保证了排气无油,而且保证了气缸内无粉尘磨屑,避免了活塞往复运动的卡顿现象。由于迷宫密封是依靠气体在流动过程中的能量耗散实现对气体的密封,因此为了提高迷宫密封的密封效果,深入研究迷宫密封内部气体的流动本质是十分重要的。本文以ANSYS Workbench为工作平台,对平直对齿型轴向式迷宫密封结构内部的流场进行三维建模,并利用计算流体力学FLUENT软件对不同迷宫密封结构中的气体流场进行模拟分析,进一步完善了迷宫密封的理论体系,为往复式迷宫密封压缩机的国产化做出一定贡献。本文具体的研究内容归纳如下:(1)在往复式迷宫密封压缩机的背景基础上,总结了迷宫密封的密封机理、类型以及其国内外的研究现状,对迷宫密封的相关基础理论进行了综合评述。(2)建立了迷宫密封的几何模型,确定迷宫密封内部流场的数值模拟方法,并利用FLUENT软件将双侧迷宫密封结构的密封效果与单侧密封结构以及光滑密封结构进行对比分析,分析结果表明本文所研究的双侧迷宫密封结构具有较好的密封效果。(3)针对影响直齿式迷宫密封效果的间隙宽度、活塞侧密封空腔深度、密封空腔宽度、节流齿宽度以及气缸侧空腔尺寸等因素进行了相应的数值模拟,分析了不同迷宫密封结构内的气体流场形态,得到不同迷宫密封结构下气体的流动特点,总结了各因素对迷宫密封性能的影响规律。(4)以斜齿式迷宫密封节流齿的倾斜角度为参变量,分析了不同节流齿倾斜角度时迷宫密封的泄漏情况,并将数值模拟的泄漏量与经典计算方法的计算结果进行对比,验证了斜齿式迷宫密封数学模型以及数值模拟的有效性和准确性。