本文選題：高速高壓 + 氣膜密封　； 參考：《中國石油大學(xué)(華東)》2014年碩士論文

【摘要】：在石油化工行業(yè)中,存在著大量的工作于高溫、高壓、高速工況下的設(shè)備,在這類設(shè)備上,密封部件工作于較為惡劣的工況下,容易發(fā)生失效,而且介質(zhì)易燃、易爆,一旦密封失效,介質(zhì)泄漏,極易引起嚴(yán)重的安全事故。導(dǎo)致機械密封失效的因素有很多,在高PV值工況下,密封環(huán)產(chǎn)生變形就是其中的重要原因。因此,有必要對高速高壓工況下的氣膜密封變形進行研究。本文以氣膜密封在高速高壓工況下正常運轉(zhuǎn)時端面間隙流體膜為研究對象,采用無限窄槽理論解析法求解得到槽區(qū)、壩區(qū)的端面氣膜壓力分布函數(shù);然后分別以動靜環(huán)為研究對象,借助于ANSYS12.1軟件,采用APDL編程,分別對動靜環(huán)的力變形、溫度場、熱變形及力-熱耦合變形進行了求解,并從密封環(huán)材料、介質(zhì)壓力及主軸轉(zhuǎn)速三個方面分析了密封環(huán)溫度場及端面軸向變形的影響因素。在此基礎(chǔ)上,結(jié)合變形的實際情況、密封結(jié)構(gòu)與密封環(huán)所受到的載荷及位移約束,分析得出,對于動環(huán),力-熱耦合優(yōu)化設(shè)計方法成功地將動環(huán)的力變形與熱變形相互抵消,使得耦合變形值及徑向錐度值均有所減小;通過改變密封環(huán)所受到約束的控制變形方法,使得動環(huán)端面變形后更加平滑,靜環(huán)徑向錐度顯著減小。兩種方法分別達到了控制動靜環(huán)端面變形的目的,證明了變形控制方法的可行性。
[Abstract]:In the petrochemical industry, there are a large number of equipments working in high temperature, high pressure and high speed working conditions. In this kind of equipment, the sealing parts work in bad working conditions, which are prone to failure, and the medium is flammable and explosive. Once the seal fails and the medium leaks, it is easy to cause serious safety accidents. There are many factors that cause mechanical seal failure, and the deformation of seal ring is one of the important reasons under high PV value. Therefore, it is necessary to study the deformation of gas film seal under high speed and high pressure. In this paper, an infinite narrow groove theoretical analysis method is used to solve the pressure distribution function of the end surface gas film in the groove area and dam area, taking the gas film membrane of the gas film seal in the normal operation under the high speed and high pressure condition as the research object. Then, with the aid of ANSYS12.1 software and APDL program, the force deformation, temperature field, thermal deformation and coupling deformation of the static and static rings are solved, and the sealing ring materials are used. The influence factors of temperature field and axial deformation of the seal ring are analyzed from three aspects of medium pressure and spindle speed. On this basis, combined with the actual situation of deformation, the load and displacement constraints on the sealing structure and the seal ring are analyzed, and it is concluded that, for the moving ring, the force deformation and the thermal deformation of the moving ring are successfully counteracted by the coupled force and heat design method. The coupling deformation value and the radial taper value are reduced, and the radial taper of the static ring is significantly reduced by changing the control deformation method of the sealing ring which is constrained by the control deformation method, which makes the end surface of the moving ring more smooth and the radial taper of the static ring decrease significantly. The two methods have achieved the purpose of controlling the deformation of the end surface of the static and static ring, respectively, and proved the feasibility of the deformation control method.
【學(xué)位授予單位】：中國石油大學(xué)(華東)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TB42

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本文編號：2080134