本文關(guān)鍵詞：上游泵送機(jī)械密封內(nèi)部非定常流動(dòng)及振動(dòng)特性研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：上游泵送機(jī)械密封作為一種利用動(dòng)壓效應(yīng)實(shí)現(xiàn)非接觸式密封的結(jié)構(gòu),近年來(lái)受到諸多研究者的關(guān)注和研究。對(duì)于微米級(jí)的密封間隙,內(nèi)部流動(dòng)的瞬態(tài)特性和密封件的振動(dòng)特性都將對(duì)潤(rùn)滑膜的穩(wěn)定性和密封潤(rùn)滑性能產(chǎn)生直接影響,是關(guān)系密封性能和壽命的重要問(wèn)題,而這方面的研究目前還十分欠缺。本文在國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(51279067)和航空科學(xué)基金項(xiàng)目(201328R3001)的資助下,以上游泵送機(jī)械密封為研究對(duì)象,針對(duì)密封內(nèi)部非穩(wěn)態(tài)流動(dòng)特性及其誘發(fā)密封環(huán)振動(dòng)的機(jī)理進(jìn)行研究,分析密封環(huán)變形規(guī)律和端面槽型改進(jìn)成效,探索非接觸式機(jī)械密封非穩(wěn)態(tài)研究方法,主要研究工作及結(jié)論如下。在前人對(duì)上游泵送機(jī)械密封內(nèi)部流場(chǎng)穩(wěn)態(tài)研究的基礎(chǔ)上,建立非穩(wěn)態(tài)流動(dòng)計(jì)算模型,采用數(shù)值分析方法對(duì)潤(rùn)滑膜內(nèi)部流場(chǎng)進(jìn)行非定常分析,研究了非定常流動(dòng)特性對(duì)內(nèi)流場(chǎng)壓力、速度及密封性能的影響規(guī)律,得出動(dòng)靜干涉產(chǎn)生強(qiáng)烈的壓力脈動(dòng)是非定常流動(dòng)現(xiàn)象的重要特征,也是影響液膜開(kāi)啟力變化和內(nèi)流場(chǎng)出現(xiàn)不穩(wěn)定現(xiàn)象的主要原因。在密封間隙內(nèi)流場(chǎng)壓力脈動(dòng)特性分析的基礎(chǔ)上,應(yīng)用BVF診斷方法對(duì)內(nèi)流場(chǎng)特性進(jìn)行進(jìn)一步分析,探索非接觸式機(jī)械密封的密封性能及內(nèi)部流動(dòng)穩(wěn)定性的評(píng)判方法,研究螺旋槽改進(jìn)與密封性能的關(guān)系并進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證,獲得性能更優(yōu)的槽型改進(jìn)方案。結(jié)果表明:將速度場(chǎng)、壓力脈動(dòng)和邊界渦量流三者一起作為綜合分析評(píng)判密封性能穩(wěn)定性的依據(jù)是可行性的;槽根倒圓能提升動(dòng)壓效應(yīng)和液膜開(kāi)啟力,但存在最佳徑長(zhǎng)比Rr值�？紤]潤(rùn)滑膜瞬態(tài)激勵(lì)對(duì)密封環(huán)變形的影響,以密封內(nèi)部流場(chǎng)非定常流動(dòng)研究為基礎(chǔ),建立非穩(wěn)態(tài)單向流固耦合模型,對(duì)密封環(huán)及潤(rùn)滑膜整體進(jìn)行非穩(wěn)態(tài)流固耦合計(jì)算,研究密封環(huán)變形規(guī)律及其對(duì)密封穩(wěn)定性的影響關(guān)系,以及槽型改進(jìn)對(duì)密封穩(wěn)定性的影響。研究表明:兩種模型的密封環(huán)最大等效應(yīng)力、最大變形均發(fā)生在螺旋槽槽根處,且存在周向變形和軸向變形,但周向變形為主。在考慮水力因素和機(jī)械因素的情況下,對(duì)上游泵送機(jī)械密封進(jìn)行模態(tài)分析,研究密封環(huán)的振動(dòng)特性,比較分析槽型改進(jìn)對(duì)振動(dòng)特性的影響。研究可知:在所研究對(duì)象及工況下密封環(huán)不易發(fā)生共振;與普通槽型相比,模根倒圓后,動(dòng)環(huán)周向變形和軸向變形更大,但靜環(huán)受槽型的影響較小,固有頻率變化不大。
【關(guān)鍵詞】：振動(dòng) 壓力脈動(dòng) 機(jī)械密封 BVF 流固耦合 模態(tài)分析
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TH136
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-11
• 第一章 緒論11-19
• 1.1 研究背景、目的及意義11
• 1.2 非接觸式機(jī)械密封內(nèi)部流動(dòng)研究現(xiàn)狀11-13
• 1.3 BVF診斷理論研究應(yīng)用現(xiàn)狀13-14
• 1.4 非接觸式機(jī)械密封流固耦合研究現(xiàn)狀14-15
• 1.5 模態(tài)分析在旋轉(zhuǎn)機(jī)械中的應(yīng)用研究現(xiàn)狀15-17
• 1.6 論文的主要研究?jī)?nèi)容17-19
• 第二章 上游泵送機(jī)械密封內(nèi)流場(chǎng)的非定常模擬分析19-27
• 2.1 物理模型19-20
• 2.2 數(shù)值計(jì)算20-23
• 2.2.1 計(jì)算區(qū)域及網(wǎng)格劃分20-21
• 2.2.2 網(wǎng)格無(wú)關(guān)性檢驗(yàn)21
• 2.2.3 流態(tài)判斷及控制方程21-22
• 2.2.4 計(jì)算方法22-23
• 2.2.5 邊界條件23
• 2.3 計(jì)算結(jié)果分析23-27
• 2.3.1 初始穩(wěn)態(tài)流場(chǎng)壓力分布23-24
• 2.3.2 非定常流場(chǎng)分析24-25
• 2.3.3 動(dòng)靜干涉處的壓力脈動(dòng)分析25-27
• 第三章 上游泵送機(jī)械密封內(nèi)流場(chǎng)BVF分析及槽型改進(jìn)27-41
• 3.1 BVF診斷方法簡(jiǎn)介27-28
• 3.2 端面槽型改進(jìn)與計(jì)算模型28-30
• 3.2.1 典型密封幾何結(jié)構(gòu)特點(diǎn)28-29
• 3.2.2 控制方程及計(jì)算方法29
• 3.2.3 網(wǎng)格劃分29-30
• 3.2.4 邊界條件及監(jiān)測(cè)點(diǎn)位置30
• 3.3 計(jì)算結(jié)果的BVF分析30-35
• 3.3.1 穩(wěn)態(tài)液膜流場(chǎng)及開(kāi)啟力分析30-32
• 3.3.2 Rr存在最佳值的原因分析32-35
• 3.4 實(shí)驗(yàn)分析35-41
• 3.4.1 試樣制備35-41
• 第四章 上游泵送機(jī)械密封非穩(wěn)態(tài)流固耦合研究41-53
• 4.1 物理模型41-42
• 4.1.1 動(dòng)靜環(huán)模型41-42
• 4.2 數(shù)值計(jì)算42-44
• 4.2.1 計(jì)算區(qū)域及網(wǎng)格劃分42-43
• 4.2.2 計(jì)算方法及邊界條件43-44
• 4.3 結(jié)果分析44-53
• 4.3.1 動(dòng)靜環(huán)應(yīng)力分布44-48
• 4.3.2 動(dòng)靜環(huán)力變形48-53
• 第五章 上游泵送機(jī)械密封振動(dòng)特性分析53-65
• 5.1 模態(tài)分析理論53-54
• 5.2 模態(tài)分析54-56
• 5.2.1 幾何建模54-55
• 5.2.2 網(wǎng)格劃分55
• 5.2.3 載荷施加55
• 5.2.4 模態(tài)提取方法55-56
• 5.3 模態(tài)結(jié)果分析56-65
• 5.3.1 無(wú)預(yù)應(yīng)力模態(tài)分析56-59
• 5.3.2 有預(yù)應(yīng)力模態(tài)分析59-65
• 第六章 總結(jié)與展望65-68
• 6.1 研究工作總結(jié)65-66
• 6.2 研究工作展望66-68
• 參考文獻(xiàn)68-74
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的相關(guān)研究成果74-75
• 發(fā)表的論文74
• 發(fā)明專利74
• 參加的科研項(xiàng)目74-75
• 致謝75

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