發(fā)布時間：2017-12-18 12:13

  本文關(guān)鍵詞：螺旋槽端面機械密封潤滑系統(tǒng)熱流固耦合分析

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【摘要】：螺旋槽機械密封依靠密封端面上的螺旋槽產(chǎn)生的楔壓力將潤滑液體擠入端面之間,建立一層端面流體膜,從而形成動環(huán)-液膜-靜環(huán)摩擦副的潤滑系統(tǒng),使得動靜環(huán)之間只有流體的內(nèi)摩擦而避免了直接剛性接觸;螺旋槽機械密封的這種工作方式使得密封件具有介質(zhì)泄漏量少、動靜環(huán)磨損小、密封裝置壽命長、經(jīng)濟性突出等優(yōu)點。但是隨著機械密封工作參數(shù)的不斷提高,摩擦副界面很容易發(fā)生熱流固耦合的效應(yīng),造成密封運行的不平穩(wěn)、密封環(huán)磨損嚴(yán)重,使得密封失效,因此需要用多場耦合的理論去探究摩擦副的密封性能。同時螺旋槽機械密封系統(tǒng)摩擦副尺寸小、槽型復(fù)雜,用試驗探究其全部密封性能有一定難度且不經(jīng)濟,需要借助數(shù)值計算的方法來進(jìn)行一定的分析研究。本文首先分別建立了有螺旋槽和無螺旋槽的流體膜的三維模型,數(shù)值計算了密封間隙流場的動力特性,獲得流場壓力的分布結(jié)果,發(fā)現(xiàn)帶有槽的流場壓力明顯要高于無槽的,表明螺旋槽密封確實產(chǎn)生了動壓作用;同時對比分析了密封環(huán)轉(zhuǎn)速與介質(zhì)壓力對兩種密封形式的密封性能(泄露量、承載力)的影響規(guī)律,為機械密封的工況環(huán)境選擇提供了依據(jù);其次,依據(jù)熱流固單向耦合分析理論,建立了螺旋槽機械密封摩擦副模型,對完整液膜進(jìn)行了壓力場和溫度場的分析,得到了液膜的壓力和溫度分布規(guī)律,然后分別壓力和溫度作為邊界條件載入到密封環(huán)靜力學(xué)分析中進(jìn)行耦合變形分析,獲得了動靜環(huán)的受力和變形規(guī)律,并進(jìn)一步探究了密封的轉(zhuǎn)速、介質(zhì)壓力對動靜環(huán)變形的影響情況;研究結(jié)果為螺旋槽機械密封的失效機理研究以及密封性能的優(yōu)化提供科學(xué)指導(dǎo)。
【學(xué)位授予單位】：新疆大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TH136

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本文編號：1304115