本文關(guān)鍵詞：考慮實(shí)際氣體效應(yīng)低速運(yùn)轉(zhuǎn)螺旋槽干氣密封性能研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：干氣密封,又稱機(jī)械端面氣膜密封,是一種先進(jìn)的非接觸式機(jī)械密封。干氣密封理論基礎(chǔ)始于氣體動壓軸承理論,利用動壓效應(yīng)形成微米級氣膜,防止被密封物質(zhì)泄漏,最早應(yīng)用于海洋平臺氣體運(yùn)輸設(shè)備中的離心式壓縮機(jī),后經(jīng)推廣應(yīng)用于離心泵、風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)、膨脹機(jī)、透平機(jī)等高速旋轉(zhuǎn)機(jī)械的軸端面密封。干氣密封具有耐高溫、耐腐蝕、效率高、壽命長、磨損低、泄漏率低等優(yōu)點(diǎn),應(yīng)用范圍逐漸擴(kuò)大到反應(yīng)釜等低速運(yùn)轉(zhuǎn)的設(shè)備中。國內(nèi)外許多學(xué)者已經(jīng)將研究方向轉(zhuǎn)向了低速工況的干氣密封。然而,在研究過程中多將氣體視為理想氣體,而隨著壓力的升高,實(shí)際氣體會偏離理想氣體,在研究低速運(yùn)轉(zhuǎn)干氣密封時(shí)需要考慮實(shí)際氣體效應(yīng)的影響。本文研究對象為螺旋槽干氣密封。為分析考慮實(shí)際氣體效應(yīng)低速運(yùn)轉(zhuǎn)下螺旋槽干氣密封性能,通過維里實(shí)際氣體狀態(tài)方程代替理想氣體狀態(tài)方程表現(xiàn)實(shí)際氣體效應(yīng)、有效黏性系數(shù)代替動力黏度表現(xiàn)滑移流效應(yīng),對窄槽理論螺旋槽干氣密封氣膜壓力控制方程進(jìn)行修正。以空氣、N2、H2、 CO2為例,分別計(jì)算、對比無滑移理想氣體、滑移理想氣體、無滑移實(shí)際氣體、滑移實(shí)際氣體時(shí)螺旋槽干氣密封的泄漏率、槽根處壓力、端面開啟力。并以空氣為例,選取經(jīng)典算例,分析端面幾何參數(shù)和環(huán)境參數(shù)對考慮實(shí)際氣體效應(yīng)螺旋槽干氣密封性能的影響。結(jié)果表明：滑移流效應(yīng)使氣體泄漏率增大、槽根處壓力和端面開啟力降低；實(shí)際氣體效應(yīng)使空氣、N2、C02等易受壓縮氣體(壓縮因子Z1)的泄漏率、槽根壓力、端面開啟力增大,使H2等不易受壓縮氣體(壓縮因子Z1)泄漏率、槽根壓力、端面開啟力的減小。隨著氣體壓力增大,滑移流效應(yīng)逐漸減弱,而實(shí)際氣體效應(yīng)增強(qiáng)；低壓下滑移流效應(yīng)起主導(dǎo)作用,高壓下實(shí)際氣體效應(yīng)起主導(dǎo)作用。為準(zhǔn)確計(jì)算低速運(yùn)轉(zhuǎn)下干氣密封性質(zhì),不僅考慮滑移流效應(yīng),還要考慮實(shí)際氣體效應(yīng)的影響。螺旋槽干氣密封端面幾何參數(shù)和環(huán)境參數(shù)對干氣密封性能有較大影響。螺旋角取26。左右,槽深取3.5μm,槽寬比取0.6-0.7,槽長比取0.6-0.7時(shí)干氣密封可獲得較大開啟力。開啟力隨氣膜厚度增大而減小,泄漏率隨氣膜厚度增大同時(shí)增大。轉(zhuǎn)速上升,開啟力和泄漏率均成線性增長。
【關(guān)鍵詞】：干氣密封 螺旋槽 滑移流 實(shí)際氣體 窄槽理論
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TH136
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-20
• 1.1 干氣密封簡述10
• 1.2 干氣密封工作原理簡介10-12
• 1.3 國內(nèi)外干氣密封研究現(xiàn)狀12-14
• 1.4 低速運(yùn)轉(zhuǎn)干氣密封研究進(jìn)展14-16
• 1.5 受實(shí)際氣體效應(yīng)影響干氣密封研究進(jìn)展16-18
• 1.6 研究意義及內(nèi)容18-20
• 1.6.1 研究意義18-19
• 1.6.2 研究內(nèi)容及方法19-20
• 第二章 低速運(yùn)轉(zhuǎn)螺旋槽干氣密封的解析算法20-41
• 2.1 有效黏性系數(shù)20-22
• 2.1.1 Veijola對有效黏性系數(shù)的推導(dǎo)21-22
• 2.1.2 有效黏性系數(shù)表達(dá)式22
• 2.2 低速運(yùn)轉(zhuǎn)螺旋槽干氣密封性能解析計(jì)算模型22-26
• 2.2.1 螺旋槽軸承窄槽理論22-23
• 2.2.2 螺旋槽干氣密封端面壓力控制方程23-24
• 2.2.3 低速運(yùn)轉(zhuǎn)螺旋槽干氣密封端面壓力控制方程24-26
• 2.2.4 螺旋槽干氣密封主要性能參數(shù)26
• 2.3 低速螺旋槽干氣密封算例試算及分析討論26-32
• 2.3.1 算例26-27
• 2.3.2 基于Burgdorfer滑移流模型的解析法計(jì)算結(jié)果27-29
• 2.3.3 不同滑移流模型的解析法計(jì)算對比29-32
• 2.4 滑移流模型對比與分析32-40
• 2.4.1 Poiseuille流率因子與Poiseuille流率33
• 2.4.2 不同滑移流模型Poiseuille流率函數(shù)對比分析33-40
• 2.5 本章小結(jié)40-41
• 第三章 考慮實(shí)際氣體效應(yīng)低速運(yùn)轉(zhuǎn)螺旋槽干氣密封計(jì)算41-65
• 3.1 維里實(shí)際氣體狀態(tài)方程41-42
• 3.2 實(shí)際氣體分子平均自由程計(jì)算42-48
• 3.2.1 理想氣體分子平均自由程42-44
• 3.2.2 實(shí)際氣體分子平均自由程44-45
• 3.2.3 算例計(jì)算及結(jié)果分析45-46
• 3.2.4 幾種典型氣體實(shí)際分子平均自由程計(jì)算46-48
• 3.3 考慮實(shí)際氣體效應(yīng)影響的有效黏性系數(shù)48-49
• 3.4 考慮實(shí)際氣體效應(yīng)低速運(yùn)轉(zhuǎn)螺旋槽干氣密封計(jì)算49-63
• 3.4.1 氣膜壓力控制方程49-51
• 3.4.2 相對誤差分析51
• 3.4.3 算例計(jì)算及結(jié)果分析51-63
• 3.5 本章小結(jié)63-65
• 第四章 幾何參數(shù)和環(huán)境參數(shù)對螺旋槽干氣密封性能影響65-73
• 4.1 基本運(yùn)行條件65
• 4.2 幾何參數(shù)的影響65-69
• 4.2.1 螺旋角的影響65-66
• 4.2.2 槽深的影響66-67
• 4.2.3 槽寬比的影響67-68
• 4.2.4 槽長比的影響68-69
• 4.3 環(huán)境參數(shù)的影響69-72
• 4.3.1 氣膜厚度的影響69
• 4.3.2 轉(zhuǎn)速的影響69-70
• 4.3.3 壓力的影響70-72
• 4.4 本章小結(jié)72-73
• 第五章 結(jié)論與展望73-75
• 5.1 結(jié)論73-74
• 5.2 展望74-75
• 致謝75-76
• 參考文獻(xiàn)76-81
• 附錄：攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文81

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前6條

1 蘇靜;范翔宇;陳林;;CO_2黏度模型及求解[J];斷塊油氣田;2009年05期

2 吳波;陳志;李建明;蔣琳;劉廷超;;基于CFD正交試驗(yàn)的螺旋槽干氣密封性能仿真研究[J];流體機(jī)械;2014年01期

3 宋鵬云;胡曉鵬;許恒杰;;實(shí)際氣體對T槽干氣密封動態(tài)特性的影響[J];化工學(xué)報(bào);2014年04期

4 尹曉妮;彭旭東;;考慮滑移流條件下干式氣體端面密封的有限元分析[J];潤滑與密封;2006年04期

5 宋鵬云;;氫氣實(shí)際氣體對螺旋槽干氣密封性能的影響[J];潤滑與密封;2010年08期

6 丁雪興;陳德林;張偉政;俞樹榮;杜兆年;;螺旋槽干氣密封微尺度流動場的近似計(jì)算及其參數(shù)優(yōu)化[J];應(yīng)用力學(xué)學(xué)報(bào);2007年03期

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 蔣小文;螺旋槽干氣密封數(shù)值模擬及其槽形參數(shù)優(yōu)化[D];南京工業(yè)大學(xué);2004年

  本文關(guān)鍵詞：考慮實(shí)際氣體效應(yīng)低速運(yùn)轉(zhuǎn)螺旋槽干氣密封性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：352209