三角形-橢圓復(fù)合微孔織構(gòu)化機械端面密封性能的數(shù)值研究
發(fā)布時間：2021-09-08 10:03
通過構(gòu)建三角形-橢圓復(fù)合微孔機械端面密封的幾何模型;利用數(shù)值模擬的方法計算出三角形、橢圓及三角形-橢圓復(fù)合微孔織構(gòu)化密封端面流場的壓力分布;系統(tǒng)考察結(jié)構(gòu)參數(shù)織構(gòu)深度hp、織構(gòu)面積率Sp、三角形、橢圓微孔偏轉(zhuǎn)角度α,β;工況參數(shù)密封間隙h0、動環(huán)旋轉(zhuǎn)速度n等對密封端面性能參數(shù)的影響。結(jié)果表明:當(dāng)hp=4～5 μm,三種織構(gòu)化端面的承載力F、流體膜剛度K均能獲得最大值、且泄漏量Q可以控制在較低水平;當(dāng)h0<4 μm時,三角形-橢圓復(fù)合織構(gòu)化端面的承載力F、泄漏量Q、流體膜剛度K均優(yōu)于其他2種單一微孔織構(gòu)化端面;當(dāng)α=15°、β=10°～20°時,三角形-橢圓復(fù)合微孔織構(gòu)化密封端面具有最佳的綜合密封性能。
【文章來源】：流體機械. 2020,48(08)北大核心CSCD
【文章頁數(shù)】：7 頁
【部分圖文】：
織構(gòu)深度hp對密封性能參數(shù)的影響
單一三角形、單一橢圓及三角形-橢圓復(fù)合織構(gòu)化密封端面性能參數(shù)隨密封間隙h0的變化規(guī)律如圖7所示。由圖可知,當(dāng)密封間隙h0在1～8 μm之間逐漸增大時,3種類型密封端面的承載力均先增大后減小;且小間隙(h0=2 μm)有利于密封端面承載力F的提升;在相同的h0條件下,三角形-橢圓復(fù)合織構(gòu)類型端面的承載力F大于其他2種單一織構(gòu)類型。泄漏量Q隨著h0的增大而不斷增加,但在相同的h0下,三角形-橢圓復(fù)合織構(gòu)類型端面的泄漏量小于2種單一織構(gòu)類型。當(dāng)h0<4 μm時,三角形-橢圓復(fù)合織構(gòu)類型端面的流體膜剛度則比單一織構(gòu)端面的流體膜剛度要大,而當(dāng)h0>4 μm時,膜剛度受h0的影響極小。2.4 織構(gòu)面積率Sp對密封性能參數(shù)的影響
圖8示出了織構(gòu)化端面密封性能參數(shù)隨織構(gòu)面積率Sp的變化關(guān)系。由圖可知:隨著面積率Sp的增大,3種織構(gòu)的承載力F都呈增大的趨勢;在相同的Sp下,復(fù)合微孔織構(gòu)具有更好的承載能力。泄漏量Q隨Sp的增大呈現(xiàn)出波動式上升,當(dāng)Sp≤10%時,不同類型織構(gòu)化端面的泄漏量Q均較小,但當(dāng)Sp>10%時,3種織構(gòu)化端面的泄漏量Q劇增。伴隨Sp的增大,三角形微孔、三角形-橢圓復(fù)合微孔端面的膜剛度K也逐漸增大,橢圓微孔端面的剛度K則先增大后減小。這可能是由于橢圓微孔邊界較平滑,隨著面積率的增大,流體在進入橢圓微孔時會有更多的流體浸滿孔內(nèi)導(dǎo)致膜厚增加,從而剛度較小。2.5 動環(huán)旋轉(zhuǎn)速度n對密封性能參數(shù)的影響
【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于Ansys的鋁箔密封受熱溫度場研究[J]. 辛傳奇,周益邦,李維軍,白璐,張學(xué)偉. 包裝工程. 2019(23)
[2]核電站主給水泵機械密封研究[J]. 梅義寬. 化工設(shè)備與管道. 2019(03)
[3]基于TRIZ理論的文件袋密封涂膠裝置設(shè)計[J]. 王巖,何邦貴,葉恬雨,王超,張恒云,夏家良. 包裝工程. 2019(07)
[4]等邊三角形微孔端面機械密封多楔現(xiàn)象對性能的影響[J]. 吉華,王彥鎬,戰(zhàn)琳月,蔣森,陳志. 工程科學(xué)與技術(shù). 2019(02)
[5]表面粗糙度對液膜潤滑動壓型機械密封性能的影響[J]. 陳匯龍,張培林,孫冬冬,陳妙妙,吳遠征. 排灌機械工程學(xué)報. 2020(02)
[6]表面織構(gòu)化機械密封熱彈流潤滑性能分析[J]. 楊笑,孟祥鎧,彭旭東,王玉明. 摩擦學(xué)學(xué)報. 2018(02)
[7]橢圓微孔端面機械密封泄漏率與幾何收斂點的關(guān)系[J]. 張科,吉華,李巖霖,戰(zhàn)琳月,陳志. 摩擦學(xué)學(xué)報. 2017(05)
[8]介質(zhì)溫升對流體靜壓型機械密封性能影響的研究[J]. 方艷峰. 流體機械. 2016(12)
[9]方向性微孔對潤滑狀態(tài)轉(zhuǎn)化的影響[J]. 宋國鋒,白少先,彭旭東,盛頌恩. 潤滑與密封. 2015(06)
[10]三角形表面織構(gòu)對機械密封端面動壓性能的影響[J]. 李茂元,吳玉國,時禮平,吳勝. 井岡山大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2015(02)
碩士論文
[1]三角形-橢圓微孔復(fù)合織構(gòu)化機械端面密封性能的研究[D]. 陳思.安徽工業(yè)大學(xué) 2019
本文編號：3390591
【文章來源】：流體機械. 2020,48(08)北大核心CSCD
【文章頁數(shù)】：7 頁
【部分圖文】：
織構(gòu)深度hp對密封性能參數(shù)的影響
單一三角形、單一橢圓及三角形-橢圓復(fù)合織構(gòu)化密封端面性能參數(shù)隨密封間隙h0的變化規(guī)律如圖7所示。由圖可知,當(dāng)密封間隙h0在1～8 μm之間逐漸增大時,3種類型密封端面的承載力均先增大后減小;且小間隙(h0=2 μm)有利于密封端面承載力F的提升;在相同的h0條件下,三角形-橢圓復(fù)合織構(gòu)類型端面的承載力F大于其他2種單一織構(gòu)類型。泄漏量Q隨著h0的增大而不斷增加,但在相同的h0下,三角形-橢圓復(fù)合織構(gòu)類型端面的泄漏量小于2種單一織構(gòu)類型。當(dāng)h0<4 μm時,三角形-橢圓復(fù)合織構(gòu)類型端面的流體膜剛度則比單一織構(gòu)端面的流體膜剛度要大,而當(dāng)h0>4 μm時,膜剛度受h0的影響極小。2.4 織構(gòu)面積率Sp對密封性能參數(shù)的影響
圖8示出了織構(gòu)化端面密封性能參數(shù)隨織構(gòu)面積率Sp的變化關(guān)系。由圖可知:隨著面積率Sp的增大,3種織構(gòu)的承載力F都呈增大的趨勢;在相同的Sp下,復(fù)合微孔織構(gòu)具有更好的承載能力。泄漏量Q隨Sp的增大呈現(xiàn)出波動式上升,當(dāng)Sp≤10%時,不同類型織構(gòu)化端面的泄漏量Q均較小,但當(dāng)Sp>10%時,3種織構(gòu)化端面的泄漏量Q劇增。伴隨Sp的增大,三角形微孔、三角形-橢圓復(fù)合微孔端面的膜剛度K也逐漸增大,橢圓微孔端面的剛度K則先增大后減小。這可能是由于橢圓微孔邊界較平滑,隨著面積率的增大,流體在進入橢圓微孔時會有更多的流體浸滿孔內(nèi)導(dǎo)致膜厚增加,從而剛度較小。2.5 動環(huán)旋轉(zhuǎn)速度n對密封性能參數(shù)的影響
【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于Ansys的鋁箔密封受熱溫度場研究[J]. 辛傳奇,周益邦,李維軍,白璐,張學(xué)偉. 包裝工程. 2019(23)
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[3]基于TRIZ理論的文件袋密封涂膠裝置設(shè)計[J]. 王巖,何邦貴,葉恬雨,王超,張恒云,夏家良. 包裝工程. 2019(07)
[4]等邊三角形微孔端面機械密封多楔現(xiàn)象對性能的影響[J]. 吉華,王彥鎬,戰(zhàn)琳月,蔣森,陳志. 工程科學(xué)與技術(shù). 2019(02)
[5]表面粗糙度對液膜潤滑動壓型機械密封性能的影響[J]. 陳匯龍,張培林,孫冬冬,陳妙妙,吳遠征. 排灌機械工程學(xué)報. 2020(02)
[6]表面織構(gòu)化機械密封熱彈流潤滑性能分析[J]. 楊笑,孟祥鎧,彭旭東,王玉明. 摩擦學(xué)學(xué)報. 2018(02)
[7]橢圓微孔端面機械密封泄漏率與幾何收斂點的關(guān)系[J]. 張科,吉華,李巖霖,戰(zhàn)琳月,陳志. 摩擦學(xué)學(xué)報. 2017(05)
[8]介質(zhì)溫升對流體靜壓型機械密封性能影響的研究[J]. 方艷峰. 流體機械. 2016(12)
[9]方向性微孔對潤滑狀態(tài)轉(zhuǎn)化的影響[J]. 宋國鋒,白少先,彭旭東,盛頌恩. 潤滑與密封. 2015(06)
[10]三角形表面織構(gòu)對機械密封端面動壓性能的影響[J]. 李茂元,吳玉國,時禮平,吳勝. 井岡山大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2015(02)
碩士論文
[1]三角形-橢圓微孔復(fù)合織構(gòu)化機械端面密封性能的研究[D]. 陳思.安徽工業(yè)大學(xué) 2019
本文編號：3390591
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