發(fā)布時間：2017-05-24 11:03

  本文關(guān)鍵詞：煤層氣壓縮機(jī)干氣密封端面特性研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：我國經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)和能源結(jié)構(gòu)都處在一個轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵期,煤層氣、頁巖氣等非常規(guī)能源行業(yè)面臨著巨大的發(fā)展機(jī)遇。我國煤層氣可采資源總量約為10萬億m3。目前,國內(nèi)開展煤層氣勘探的企業(yè)并不多,主要集中在山西和河南等地,況且大多是外資企業(yè)。在輸送階段,為了防止或者限制煤層氣從壓縮機(jī)組軸端泄漏到大氣環(huán)境中,軸端密封技術(shù)對壓縮機(jī)組的穩(wěn)定、安全、長周期以及經(jīng)濟(jì)效益最大化起著至關(guān)重要的作用�？v觀機(jī)械密封(主要是軸端密封技術(shù))的發(fā)展史,由早期的單端面密封技術(shù),到后來的雙端面、多端面接觸式的機(jī)械密封,甚至多重密封組合,發(fā)展到后來的在動環(huán)表面開各種形狀槽型的非接觸式機(jī)械密封。其中,干氣密封是一種應(yīng)用了開槽技術(shù)的非接觸式密封技術(shù),并在石化行業(yè)中得到了較廣泛的應(yīng)用。干氣密封是在動靜環(huán)間,由于氣體動壓效應(yīng)的存在,從而形成了剛性氣膜,既保證了干氣密封動靜環(huán)端面互不接觸,也保證了泄漏量在一定的可承受范圍內(nèi)。本文干氣密封機(jī)理出發(fā),通過研究流體動壓原理、密封間隙氣膜的流動狀態(tài)和氣膜的熱力過程及其對氣膜的穩(wěn)定性以及影響氣膜穩(wěn)定性的因素做了一定的的研究。然后,懫用數(shù)值模擬和實驗研究相結(jié)合的方法來研究干氣密封的端面特性。在數(shù)值模擬階段用Solidworks建立干氣密封三維幾何模型,采用Workbench對模型網(wǎng)格劃分,用Fluent對特定工況下,進(jìn)行數(shù)值模擬分析。分別改變干氣密封運(yùn)行參數(shù)和幾何尺寸,得到對應(yīng)的模擬結(jié)果。并對模擬結(jié)果分析得出幾何尺寸的優(yōu)化區(qū)間:螺旋角817?????2,槽深??92gh,槽數(shù)??148gN,槽臺寬比??7.04.0?,槽長壩長比??7.04.0?,膜厚??42 h。實驗階段采用西安石油大學(xué)的干氣密封試驗臺,選取幾何參數(shù)固定的動靜密封環(huán),把氮?dú)庾鰹槊芊饨橘|(zhì),采用控制變量法,分別在定轉(zhuǎn)速和變壓力以及定壓力變轉(zhuǎn)速的情況下,進(jìn)行多組實驗。并通過測量相應(yīng)泄漏量和功率的改變,研究轉(zhuǎn)速和壓力對干氣密封性能的影響。試驗結(jié)果表明:單一改變轉(zhuǎn)速或壓力時,會引起泄漏量和摩擦功耗增加。通過研究干氣密封端面特性,對比實驗結(jié)果和模擬結(jié)果,得出指導(dǎo)煤層氣壓縮機(jī)干氣密封的優(yōu)化理論。
【關(guān)鍵詞】：干氣密封 數(shù)值模擬 實驗研究
【學(xué)位授予單位】：西安石油大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TD712.63;TB42
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-9
• 主要符號說明9-10
• 第一章 前言10-16
• 1.1 課題背景及意義10-11
• 1.2 國內(nèi)外干氣密封研究動態(tài)11-13
• 1.2.1 國外干氣密封研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.2 國內(nèi)干氣密封研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3 干氣密封技術(shù)的發(fā)展趨勢13-14
• 1.4 本課題的研究內(nèi)容14-15
• 1.4.1 主要研究內(nèi)容14
• 1.4.2 技術(shù)路線14-15
• 1.5 本章小結(jié)15-16
• 第二章 干氣密封原理16-27
• 2.1 密封機(jī)理16-17
• 2.2 流體動壓原理17-18
• 2.3 干氣密封相關(guān)理論18-26
• 2.3.1 密封間隙內(nèi)氣膜流動的狀態(tài)18-20
• 2.3.2 微尺度效應(yīng)20
• 2.3.3 干氣密封的工作原理及其特點(diǎn)20-21
• 2.3.4 干氣密封數(shù)學(xué)模型、力學(xué)模型及受力分析21-26
• 2.4 干氣密封的主要性能參數(shù)26
• 2.5 本章小結(jié)26-27
• 第三章 密封端面氣膜的性能研究27-39
• 3.1 螺旋槽型干氣密封氣膜熱力過程分析27-28
• 3.2 氣膜的熱力過程28-29
• 3.3 熱量平衡膜厚的影響因子29-31
• 3.4 熱量平衡膜厚影響因素31-33
• 3.4.1 熱量傳遞系數(shù)31
• 3.4.2 旋轉(zhuǎn)角速度31-32
• 3.4.3 槽深32
• 3.4.4 槽寬壩寬比的影響32-33
• 3.5 計算流體力學(xué)33-34
• 3.6 有限體積法34-35
• 3.7 氣膜流動計算相關(guān)方程35-37
• 3.7.1 納維斯托克斯(N-S)方程35-36
• 3.7.2 氣膜流動的連續(xù)性方程36-37
• 3.8 本章小結(jié)37-39
• 第四章 干氣密封數(shù)值模擬計算39-51
• 4.1 螺旋槽型干氣密封動環(huán)三維建模39-43
• 4.1.1 采用Workbench對模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分40-42
• 4.1.2 利用FLUENT軟件求解42-43
• 4.2 計算結(jié)果演示43-44
• 4.3 模擬結(jié)果的比較分析44-50
• 4.3.1 外界因素的變化對密封性能的影響44-45
• 4.3.2 內(nèi)在因素的變化對密封性能的影響45-50
• 4.4 本章小結(jié)50-51
• 第五章 干氣密封實驗研究51-59
• 5.1 實驗?zāi)康?/span>51-53
• 5.1.1 實驗設(shè)備簡介51-52
• 5.1.2 實驗原理52-53
• 5.2 實驗相關(guān)參數(shù)53
• 5.3 實驗步驟53-54
• 5.4 實驗數(shù)據(jù)54-55
• 5.5 實驗結(jié)果歸納與結(jié)果分析55-57
• 5.6 實驗結(jié)果與模擬結(jié)果的比較分析57
• 5.7 本章小結(jié)57-59
• 第六章 結(jié)論與展望59-60
• 6.1 結(jié)論59
• 6.2 展望59-60
• 致謝60-61
• 參考文獻(xiàn)61-63
• 攻讀碩士期間發(fā)表的論文63-64

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 張劍慈;干氣密封的特性及其應(yīng)用[J];浙江化工;2004年11期

2 丁立強(qiáng);淺析干氣密封及其在離心泵上的應(yīng)用[J];乙烯工業(yè);2005年01期

3 邢屹;;干氣密封在生產(chǎn)實踐中應(yīng)用分析[J];上�；�;2006年06期

4 吳金龍;張車寧;;干氣密封的污染及其預(yù)防[J];化工設(shè)備與管道;2007年04期

5 焦慶雨;孫博;崔可嘉;李強(qiáng);;高壓干氣密封的開發(fā)及在國內(nèi)的應(yīng)用[J];煉油技術(shù)與工程;2009年12期

6 劉亞莉;張強(qiáng);趙麗麗;董華東;戚俊清;;國內(nèi)泵用干氣密封典型結(jié)構(gòu)[J];鄭州輕工業(yè)學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版);2010年04期

7 馬麗芳;;干氣密封氣析出液處理[J];蘭州石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報;2010年04期

8 溫學(xué)武;;干氣密封的使用及維護(hù)[J];化工機(jī)械;2011年04期

9 馬麗芳;;干氣密封氣帶液污染及處理[J];蘭州石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報;2011年04期

10 王建通;;淺談干氣密封的原理及應(yīng)用[J];煤;2013年07期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 喻勝利;;干氣密封技術(shù)在氣分裝置原料泵上的開發(fā)應(yīng)用[A];山東石油學(xué)會煉制委員會2009年技術(shù)交流會論文集[C];2009年

2 孫立德;;雙端面干氣密封工作原理及其應(yīng)用[A];山東石油學(xué)會煉制委員會2009年技術(shù)交流會論文集[C];2009年

3 陳志;;干氣密封的工作原理及設(shè)計計算[A];加入WTO和中國科技與可持續(xù)發(fā)展——挑戰(zhàn)與機(jī)遇、責(zé)任和對策（下冊）[C];2002年

4 王和順;陳次昌;黃澤沛;王新霖四川日機(jī)密封件有限公司;;干氣密封啟停端面脫開概念的提出及理論研究[A];液壓與氣動學(xué)術(shù)研討會論文集[C];2004年

5 王和順;陳次昌;黃澤沛;王新霖;;干氣密封啟停端面脫開方案的理論研究[A];機(jī)床與液壓學(xué)術(shù)研討會論文集[C];2004年

6 王和順;陳次昌;黃澤沛;王新霖;;干氣密封啟停端面脫開方案的理論研究[A];第三屆全國流體傳動及控制工程學(xué)術(shù)會議論文集（第二卷）[C];2004年

7 王和順;陳次昌;黃澤沛;王新霖;;干氣密封啟停端面脫開概念的提出及理論研究[A];第三屆全國流體傳動及控制工程學(xué)術(shù)會議論文集（第三卷）[C];2004年

8 張岳林;彭旭東;白少先;孟祥鎧;李紀(jì)云;;直線變深T型槽干氣密封性能研究[A];2011年全國青年摩擦學(xué)與表面工程學(xué)術(shù)會議論文集[C];2011年

9 辛順;孫旭;;壓縮機(jī)干氣密封基本原理及系統(tǒng)配置分析[A];2008年度海洋工程學(xué)術(shù)會議論文集[C];2008年

10 姜世慶;;蒸汽阻塞密封改為組合干氣密封在催化氣壓機(jī)上的應(yīng)用[A];山東石油學(xué)會煉制委員會2009年技術(shù)交流會論文集[C];2009年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前5條

1 魏靜;國產(chǎn)干氣密封技術(shù)打破進(jìn)口依賴[N];中國企業(yè)報;2008年

2 記者 謝文艷;大慶石化加氫裂化裝置高壓干氣密封實現(xiàn)國產(chǎn)化[N];中國石油報;2008年

3 穆鈺;天津石化干氣密封確保裝置穩(wěn)定運(yùn)行[N];中國化工報;2003年

4 通訊員 常勇;遼化機(jī)械廠亮出精品[N];中國石油報;2003年

5 記者 姜斯雄邋楚海虹 通訊員 周毅;福氣平安進(jìn)萬家[N];中國石油報;2008年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前6條

1 王和順;干氣密封運(yùn)行狀態(tài)穩(wěn)定性的研究[D];西南交通大學(xué);2006年

2 王衍;雙向旋轉(zhuǎn)式T型槽干氣密封穩(wěn)定性研究[D];南京林業(yè)大學(xué);2014年

3 韓明君;熱流固耦合下的螺旋槽干氣密封特性及失穩(wěn)分析[D];蘭州理工大學(xué);2012年

4 丁雪興;干氣密封螺旋槽潤滑氣膜的穩(wěn)、動態(tài)特性研究[D];蘭州理工大學(xué);2008年

5 許靜;螺旋槽干氣密封高壓端面變形機(jī)理的理論與實驗研究[D];浙江工業(yè)大學(xué);2014年

6 張偉政;干氣密封非線性動力穩(wěn)定性分析及其響應(yīng)優(yōu)化[D];蘭州理工大學(xué);2012年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 張帥;考慮實際氣體效應(yīng)低速運(yùn)轉(zhuǎn)螺旋槽干氣密封性能研究[D];昆明理工大學(xué);2015年

2 馬愛琳;螺旋槽干氣密封環(huán)強(qiáng)度問題研究[D];昆明理工大學(xué);2016年

3 鄧成香;螺旋槽干氣密封流固耦合分析[D];昆明理工大學(xué);2016年

4 焦慶雨;加氫裝置干氣密封改造技術(shù)[D];東北石油大學(xué);2016年

5 劉夢靜;動壓型槽表面形貌對中低速干氣密封性能的影響[D];浙江工業(yè)大學(xué);2016年

6 梁文龍;煤層氣壓縮機(jī)干氣密封端面特性研究[D];西安石油大學(xué);2016年

7 石鑫;螺旋槽干氣密封系統(tǒng)研究[D];西安石油大學(xué);2016年

8 湯臣杭;釜用干氣密封的研究[D];天津大學(xué);2007年

9 劉飛;靜壓干氣密封研究[D];西華大學(xué);2010年

10 朱麗;螺旋槽干氣密封系統(tǒng)非線性動力學(xué)行為研究[D];蘭州理工大學(xué);2011年

  本文關(guān)鍵詞：煤層氣壓縮機(jī)干氣密封端面特性研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

，

本文編號：390558