【摘要】：本文研究了一種應(yīng)用于核電站冷卻劑主泵的流體靜壓式機(jī)械密封,該類機(jī)械密封具有收斂的密封間隙,正常工作時,動靜環(huán)之間形成完全的流體膜,通過收斂間隙的泄漏量被嚴(yán)格控制在一定范圍內(nèi)。同時,流體膜可以為摩擦副提供潤滑和冷卻,保證密封環(huán)可以長時間工作而不磨損,具有良好的穩(wěn)定性。 本文建立了密封間隙流場的計算模型,在密封閉合力一定的條件下,研究了密封端面結(jié)構(gòu)參數(shù)對密封性能的影響,對密封端面結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計。研究結(jié)果表明,密封端面錐角和轉(zhuǎn)折半徑均對密封性能有顯著影響。 基于有限元分析方法,選用工程軟件ANSYS,以密封組件為對象,研究了密封間隙的流場、溫度分布、彈性變形和熱變形。同時通過流場計算和密封組件熱彈變形計算的自動迭代,實現(xiàn)了密封的流固熱耦合分析。本文使用的流固熱耦合模型綜合考慮了密封組件之間的接觸摩擦、預(yù)緊作用、熱傳導(dǎo)作用等,能夠真實反映流體和密封結(jié)構(gòu)之間的相互影響。與已有研究和文獻(xiàn)的實驗結(jié)果比較,具有較好的一致性。 研究了密封端面結(jié)構(gòu)參數(shù)、預(yù)緊力和轉(zhuǎn)速等操作參數(shù)和壓力、溫度等環(huán)境參數(shù)對密封性能的影響,可以為靜壓式機(jī)械密封結(jié)構(gòu)及操作參數(shù)的設(shè)計提供理論參考和依據(jù)。
【學(xué)位授予單位】：清華大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號】：TH136
【圖文】：

1 被密封介質(zhì)；2 動環(huán)；3 動環(huán)卡環(huán)；4 軸；5 機(jī)體；6 靜環(huán)；7 彈簧；8 O 型密封圈圖 1.1 機(jī)械密封示意圖1.1.3 機(jī)械密封的分類按端面接觸狀態(tài)分，機(jī)械密封可分為接觸式和非接觸式機(jī)械密封[7]。（1）接觸式機(jī)械密封：接觸式機(jī)械密封的動環(huán)和靜環(huán)端面運轉(zhuǎn)時接觸，被密封介質(zhì)往往以穿漏、滲透或擴(kuò)散等形式泄漏到密封副的另一側(cè)。密封介質(zhì)在壓差或濃度差的作用下通過間隙而泄漏，其原因是密封環(huán)端面間存在微觀或宏觀間隙，因此可以通過減小密封間隙的方法提高密封性能。通�？渴┘釉诿芊猸h(huán)上的作用力使得密封面相互貼緊、接觸甚至嵌合，密封面間隙在 0.5-1μm 之間。接觸式密封可以消除間隙或使間隙為極小值，獲得良好的密封性能，但缺點是用來克服摩擦的功耗較大，同時密封端面磨損比較嚴(yán)重，使用壽命比較短。（2）非接觸式機(jī)械密封：非接觸式機(jī)械密封的動環(huán)和靜環(huán)端面不接觸，正常工作時，端面間不存在固體的摩擦和磨損，因此壽命較長，同時也能達(dá)到很好的密封效果。非接觸式密封可分為流體靜壓型密封和流體動壓型密封。1）流體靜壓型機(jī)械密封流體靜壓型密封的密封副間運轉(zhuǎn)時存在一定的間隙，運轉(zhuǎn)時為全液膜流體狀

利用密封介質(zhì)的壓力推開兩個端面，從而形成密封閉合力與開啟力平衡的密封，端面間液膜厚度一般大于 5μm。流體靜壓密封的端面形式有：（a）密封端面加工成錐面或者由于密封壓力或溫度的作用而產(chǎn)生變形，形成徑向錐度而產(chǎn)生流體靜壓力，如圖 1.2(a)所示。（b）密封面加工成各種形狀流槽而產(chǎn)生流體靜壓力，如圖 1.2(b)，(c)和(d)所示。

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 王玉明;黃偉峰;李永健;;核電站一回路用機(jī)械密封[J];摩擦學(xué)學(xué)報;2011年04期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 劉鑫;核主泵用流體動靜壓型機(jī)械密封的性能研究與端面型槽優(yōu)化設(shè)計[D];浙江工業(yè)大學(xué);2012年

本文編號：2726886