本文關(guān)鍵詞：接觸式機(jī)械密封界面的逾滲機(jī)制及通道模擬，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：機(jī)械密封件的穩(wěn)定性、可靠性在高參數(shù)化的工業(yè)發(fā)展要求下愈發(fā)重要,密封端面上存在的粗糙度使得其間的接觸并不是那么理想,流體可能會找到貫穿整個(gè)密封界面的孔隙微通道,從而在壓差作用下發(fā)生泄漏,故研究分析密封界面間的微通道模型極為關(guān)鍵,已有通道模型中的界面孔隙都被簡化為沿徑向等高的界面平行間隙或周向成余弦曲線狀的通道,雖可簡化計(jì)算過程,但忽略了那些未連接成貫穿密封界面的孔隙通道,導(dǎo)致泄漏量計(jì)算值均大于實(shí)測值,使得其應(yīng)用于泄漏預(yù)測時(shí)引起很大的誤差。本文以接觸式機(jī)械密封為研究對象,對接觸式機(jī)械密封界面間的逾滲機(jī)制及通道模型進(jìn)行了研究分析,主要研究工作及分析結(jié)果如下:(1)分析了密封界面微通道的結(jié)構(gòu)特征。通過對動(dòng)環(huán)和靜環(huán)的端面輪廓作數(shù)字化模擬,獲得了滿足分形特征的三維端面形貌,基于粗糙端面的微凸體變形轉(zhuǎn)化過程,得出密封界面間的分形接觸模型,分析了形貌參數(shù)、材料參數(shù)及工況參數(shù)對密封界面微通道分布的影響情況。(2)分析了密封界面的逾滲特性。依據(jù)逾滲理論,對密封界面進(jìn)行網(wǎng)格劃分以獲得三維網(wǎng)格模型,根據(jù)密封界面微通道的分布狀態(tài)對所獲得的三維網(wǎng)格模型進(jìn)行二值化處理,基于MATLAB編程研究建立了最大團(tuán)的搜索算法,在此基礎(chǔ)上分析了密封界面的逾滲特性,隨著放大倍數(shù)的增大,密封界面逾滲概率的變化曲線存在一突變階段,在該階段大量的孔隙單元相互連通而合并成為貫穿整個(gè)密封界面的連通團(tuán)。(3)計(jì)算和分析了微通道的逾滲點(diǎn)尺寸。建立了給定參數(shù)下的密封界面三維逾滲模型,根據(jù)最大團(tuán)搜索程序求解出使孔隙團(tuán)由不通至通時(shí)的臨界放大倍數(shù)zc,得出給定參數(shù)下對應(yīng)于臨界放大倍數(shù)zc的臨界逾滲點(diǎn)尺寸lc、hc。分析了軟質(zhì)環(huán)的形貌參數(shù)G、Ds2、材料參數(shù)E2、v2及工況參數(shù)Pg對逾滲點(diǎn)尺寸的影響規(guī)律;同時(shí),計(jì)算了密封界面間流體泄漏最小孔隙尺寸。(4)建立了密封界面三維微通道模型,且對泄漏微通道進(jìn)行了模擬仿真。借助UG/Open GRIP建模軟件建立出臨界放大倍數(shù)下的密封界面微通道模型,再利用Fluent模擬軟件對理想情況下密封界面的泄漏狀況進(jìn)行了仿真分析。
【關(guān)鍵詞】：接觸式機(jī)械密封 分形形貌 逾滲模型 逾滲點(diǎn)尺寸 通道模擬
【學(xué)位授予單位】：南京林業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TH136
【目錄】：

• 致謝3-4
• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-16
• 1.1 課題的來源、背景及意義9-10
• 1.2 密封界面通道模型的研究現(xiàn)狀10-14
• 1.3 課題研究的主要內(nèi)容及技術(shù)路線14-15
• 1.3.1 課題的主要研究內(nèi)容14
• 1.3.2 技術(shù)路線14-15
• 1.4 本章小結(jié)15-16
• 第二章 密封界面微通道的結(jié)構(gòu)特征16-31
• 2.1 密封端面微觀形貌表征16-22
• 2.1.1 分形理論16-18
• 2.1.2 密封端面的分形表征18-22
• 2.2 密封界面間孔隙分布的影響因素22-30
• 2.2.1 密封界面間微通道的形成機(jī)理22-24
• 2.2.2 密封界面間的分形接觸模型24-27
• 2.2.3 各參數(shù)對界面孔隙體積的影響27-30
• 2.3 本章小結(jié)30-31
• 第三章 密封界面的逾滲特性31-41
• 3.1 逾滲理論31-34
• 3.1.1 逾滲理論的基本概念31-32
• 3.1.2 孔隙介質(zhì)的逾滲現(xiàn)象32-34
• 3.2 密封界面的逾滲機(jī)制34-40
• 3.2.1 密封界面三維逾滲模型34-37
• 3.2.2 密封界面的逾滲特性分析37-40
• 3.3 本章小結(jié)40-41
• 第四章 密封界面逾滲點(diǎn)尺寸的計(jì)算分析41-48
• 4.1 逾滲點(diǎn)尺寸的計(jì)算方法41-42
• 4.2 逾滲點(diǎn)尺寸的計(jì)算分析42-45
• 4.2.1 形貌參數(shù)對逾滲點(diǎn)尺寸的影響42-43
• 4.2.2 材料參數(shù)對逾滲點(diǎn)尺寸的影響43-44
• 4.2.3 工況參數(shù)對逾滲點(diǎn)尺寸的影響44-45
• 4.3 流體泄漏最小孔隙尺寸計(jì)算45-47
• 4.4 本章小結(jié)47-48
• 第五章 密封界面的微通道模擬48-58
• 5.1 通道模型的建立48-50
• 5.1.1 UG/Open GRIP軟件概述48-49
• 5.1.2 幾何模型的建立49-50
• 5.2 通道模型的模擬分析50-54
• 5.2.1 FLUENT軟件概述50-51
• 5.2.2 基本假設(shè)51
• 5.2.3 通道模擬的理論基礎(chǔ)51-52
• 5.2.4 數(shù)值模擬計(jì)算過程52-54
• 5.3 通道模型的模擬結(jié)果分析54-57
• 5.4 本章小結(jié)57-58
• 第六章 總結(jié)與展望58-60
• 6.1 總結(jié)58-59
• 6.2 展望59-60
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)成果60-61
• 參考文獻(xiàn)61-63

【參考文獻(xiàn)】

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  本文關(guān)鍵詞：接觸式機(jī)械密封界面的逾滲機(jī)制及通道模擬，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號：253035