為了改善機械密封的密封性能和端面摩擦副的潤滑狀況,人們將表面造型技術(shù)應(yīng)用于機械密封以實現(xiàn)機械密封的零泄漏和非接觸式運轉(zhuǎn)。目前研究最廣最深的是上游泵送機械密封和端面凹腔結(jié)構(gòu)的動壓型機械密封,但這兩種機械密封也有一定的缺陷：泵送槽機械密封動壓力不大；凹腔機械密封在泄漏問題沒有得到解決,并且在較大的端面比荷情況下磨損嚴重。為解決這兩個問題,本課題組提出了槽腔結(jié)合造型的機械密封以同時實現(xiàn)零泄漏和非接觸,并從理論和試驗兩個方面進行了研究。一、理論方面。基于流體動壓潤滑理論分別建立了端面泵送槽形貌和端面凹腔形貌的機械密封流體動壓潤滑的數(shù)學模型,介紹了求解此數(shù)學模型的數(shù)值解方法。選擇研究人員此前對槽和腔研究得出的最優(yōu)參數(shù),應(yīng)用CFD軟件Fluent,分別對端面螺旋槽造型機械密封環(huán)、端面凹腔機械密封環(huán)和槽腔結(jié)合機械密封環(huán)的進行了數(shù)值模擬。1、對螺旋槽密封環(huán)的模擬顯示：泵送槽區(qū)存在一定的動壓力；整體液體壓力分布在槽尾翼處較大,因此在一定的工況范圍內(nèi)能地域抵御介質(zhì)壓力。2、對凹腔密封環(huán)的模擬顯示：凹腔上方及其周邊能產(chǎn)生流體動壓力；凹腔底部壓力最低,最容易產(chǎn)生空化效應(yīng)。3、對槽腔結(jié)合密封環(huán)的模擬顯示：槽腔結(jié)... 

【文章來源】：江蘇大學江蘇省

【文章頁數(shù)】：75 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

典型機械密封示意圖

為提高密封環(huán)端面的摩擦性能，20世紀60年代，人們開始在密封環(huán)表面加工微細形貌以改善摩擦副表面間的潤滑狀況。1%1年，Mayer通過研究發(fā)現(xiàn)端面具有徑向槽的機械密封擁有較普通機械密封好的摩擦性能，如圖1.2(a)。1969年，Mayer又提出了端面具有弧形槽的機械密封，該弧形槽能吸入液體，具有良好的冷卻、潤滑作用，如圖1.2和)。70年代后螺旋槽、v形槽和袋式槽等表面造型的結(jié)構(gòu)相繼應(yīng)用在干氣密封上，如圖1.2(e)、(d)、(e)。1981年，J.Sedy受螺旋槽干氣密封密封技術(shù)成功應(yīng)用的啟發(fā)，提出了上游泵送機械密封的概念，利用密封面開槽的表面造型技術(shù)產(chǎn)生流體動壓的剪切流對抗形成泄漏的壓差流，以達到零泄漏的目的，從而開始形成了液體上游泵送機械密封技術(shù)

2.1.1槽腔結(jié)合表面造型機械密封的幾何模型圖2.1槽腔結(jié)合表面造型機械密封的幾何模型槽腔結(jié)合表面造型機械密封的幾何模型如圖2.1所示，它由宏觀的螺旋槽和遍布整個環(huán)面的微觀凹腔構(gòu)成。其主要參數(shù)有:1、環(huán)端面參數(shù):內(nèi)徑;‘、外徑r口。2、螺旋槽參數(shù):槽外徑凡·螺旋角。、槽深Hg、槽堰寬度比卜槽壩寬度比刀和槽數(shù)Ng。如圖2.1:螺旋槽的型線近似為對數(shù)螺旋槽，在極坐標下用如下方程描述:r=乓了tan。式中:r‘一動環(huán)的內(nèi)半徑;(2一1)拼一一螺旋線的展開角;A—螺旋線內(nèi)徑側(cè)的螺旋角(即螺旋線切線與周向切線的夾角)。螺旋角a:螺旋線的起點為圓心作任意圓，在螺旋線與圓的交點處兩線的切線的夾角。槽堰寬度比少:槽堰寬度比是指同一圓周在槽區(qū)的弧長與在堰區(qū)弧長的比值，它與槽數(shù)共同確定該圓周螺旋槽寬度的大小。

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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本文編號：3438480