在盘根压缩量实验中，分别采用前述各压缩量进行四组实验，80 MPa下保压实验一小时。试验结束后分别将四组实验量杯中的介质泄漏量进行记录。 表2 中记录了实验一小时后，不同压缩量的四组实验下填料密封函介质平均泄漏量。

实验结束后拆开密封函工装，分别取出每组填料函中的盘根并记录其损坏情况。 图2 记录了采用不同的盘根压缩量进行实验后，拆开填料函所观察到的盘根状态。

实验中力传感器实时记录柱塞与盘根间的摩擦力大小，将记录下来的数据进行处理，求出每组实验中本小时内柱塞盘根间的平均摩擦力。 表3 记录了不同压缩量的各组实验中，盘根与柱塞之间的平均摩擦力大小。

通过对 表2 、 表3 以及 图2 的分析，可以得出不同压缩量对高压填料密封性能的影响。

当压缩量为0%时，即未对盘根施加任何预紧力，没有足够的压力将盘根压紧在柱塞表面，高压介质能够穿过盘根间隙直接泄漏。由于缺乏摩擦，盘根在实验结束时基本未出现磨损。

随着压缩量的增加至5%，泄漏量显著降低，这表明预紧力的增加有助于改善填料密封的效能。在这种情况下，盘根与柱塞之间的摩擦力保持在较低水平，这有利于减少盘根的磨损。同时，由 图2(b) 可知被试盘根内圈沾染了可擦除的石墨，但并未出现损坏或失效。这是由于盘根中的石墨作为固体润滑剂降低了摩擦系数，使盘根免受过度磨损。

当压缩量进一步增加到10%时，虽然泄漏量仍然保持在较低水平，但盘根与柱塞之间的摩擦力显著增大。由 图2(c) 可知这种增加的摩擦力导致被试件在实验过程中出现拉毛失效。尽管这种失效并不意味着整个密封系统的失效，但它确实表明在这种压缩量下，盘根的寿命和可靠性会受到一定影响。

最后，当压缩量达到15%时，填料密封的泄漏量几乎降为零，盘根与柱塞之间的摩擦力也非常高。由 图2(c) 可知这种高摩擦力加速了盘根的磨损过程，导致盘根磨损破裂并失效。这表明虽该压缩量能够在短时间内提供极佳的密封效果，但过大的摩擦力也会加粗盘根磨损，从而缩短其使用寿命。

综上，在高压填料密封中，使用5%的压缩量能够实现较好的液力密封效果，同时保持较低的盘根磨损情况，从而平衡密封性能和盘根寿命。

在盘根寿命实验中，采用盘根压缩量实验中确定的5%压缩量继续进行盘根寿命实验，实验系统在80 MPa压力下保压持续运行并持续获得实验数据。为了在后续相关研究过程中对盘根密封泄漏量和盘根与柱塞之间的摩擦力进行定量预估计算，将所得实验数据进行函数拟合。

图3 中散点为所记录的每小时填料密封泄漏量，曲线为使用幂函数制作泄漏量趋势随时间变化的拟合函数曲线。

根密封泄漏量随时间变化的拟合函数方程为：

$y=8.9823x^{0.3657}$(1)

注释：

y：盘根密封泄漏量ml；

x：时间h。

图4 中散点表示实验中每小时记录力传感器数据，曲线为使用对数函数绘制盘根与柱塞间的摩擦力随时间变化的拟合函数曲线。

盘根与柱塞间摩擦力随时间变化的拟合函数方程为：

$y=-1.613\ln \left(x\right)+65.854$(2)

注释：

y：盘根与柱塞间的摩擦力N；

x：时间h。

实验进行到46小时时，观察到盘根再无密封效果，随即终止试验。取出盘根后发现盘根磨损破裂完全失效。整个实验过程中，柱塞累计往复运行总里程17.5 km。故而实验结果表明，在该工况下，盘根往复密封的总寿命为17.5 km。