核主冷泵用流体静压型机械密封是一种全液膜非接触式机械密封，液膜的稳定存在 可以有效地避免动、静环的接触磨损，提高并改善密封系统的安全性和可靠性。正常工 作时液膜厚度一般大于10呻，尽管其端面结构简单，但由表达式为口纳：

　　式中，期为流体注入粘度，ao为粘压系数，为为粘温系数，几为流体注入温度，7■为液 。

　　对于低速或轻载的滑动轴承与机械密封，可以忽略热效应的影响，采用等温洞滑理 论•但对于核主泵用机械密封等重载的工况，则必须考虑润滑中热效应的影响。密封端

　　面间液膜受到粘性乾切力而产生摩擦导致其温度升高，所产生的热量通过对流和热传导 的方式向周围的流体和密封环散失，达到平衡以后形成稳定的温度场，该温度场可由能 量方程及其边界条件来确定。

　　对于不可压缩流体，能量的平衡由内能、摩擦热和热传递来确定。在中、低温度卜 辐射传热作用很小，可以完全忽略1功).以沿其自身轨迹运动的、质量为t^f=pAV的单 元体 Wdxdydz为研究对象，在单位时间dt内注入该单元体的热星dQ使其的内能增加 。因此，

　　忽略热辐射的影响，根据Fourier定律，单位时间通过单位面积的热通量q正比于 温度梯度，即

　　式中，左为流体的热传导系数；负号表示热通度的方向与温度梯度的方向相反。所以, 通过垂直于x方向的面元传进单元体Ar的热量等于~(kdT/dx)dydz ,从单元体△矿中

　　传出的热^[(kdT/dx)+(d/dx)(kdT/dx)dx\dydz .因此，在出时间内以热传导的方

　　忽略重力场中因位移而引起的势能变化，则内能的变化dE = gVde和动能的变化

　　. De \ D / 2 2 2\1 -p^V — + (u +v I

　　(2-21) 式中，们，侦，j=x，y, z)表示正应力和切应力。将式(2-17)、(219)和(2-21)代入式(2-15), 可以得到能量方程：

　　对于不可压缩流体，de = cdT和dfvM，= O,方程可以简化为：

　　对文中研究的核主泵用流体静压型机械密封端面液膜提出如下假设酒：

　　液膜在z方向的尺度远远小于其在x和y方向的尺度，因此除速度梯度凯/勿和 加冏2以外，其它速度梯度均可忽略不计。

　　同样因为液膜在z方向的尺度远远小于其在x和y方向的尺度，故假设 dp/dz = O，忽略液膜在x和y方向的热传导。

　　上式中流速《的存在给分析造成很大的困难，可以通过使用连续性方程将其替换， 不可压缩性流体的稳态连续性方程如(2-13)式所示，对z积分，又匕心=0,则：

　　密封环的稳态热传导方程的柱坐标形式为 1 ST d2T 1 d2T d2T n

　　由液膜的能量方程可知，要获得液膜的温度场,必须首先求解流体流动速度5和丹. 考虑粘度“沿z方向变化的速度表达式如式(2-7)、(2-8)所示，将两式对z求导可得速度 梯度为：