本文關(guān)鍵詞：單螺桿壓縮機(jī)干氣密封研究及模態(tài)分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：單螺桿壓縮機(jī)憑借著卓越的性能和簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)等優(yōu)點(diǎn),被應(yīng)用于軍工、航天、石化、空調(diào)、制冷、食品等行業(yè),單螺桿壓縮機(jī)的廣泛應(yīng)用對(duì)其工作的可靠、結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定和工作壽命提出了嚴(yán)格的要求。其中密封和機(jī)械振動(dòng)是影響壓縮機(jī)各方面性能的重要因素,提高單螺桿壓縮機(jī)的密封性效率和工作壽命和減小共振破壞,則從側(cè)面提高了單螺桿壓縮機(jī)的整體性能,因此在單螺桿壓縮機(jī)軸端密封中采用了一種比較先進(jìn)的非接觸式機(jī)械密封干氣密封。最后對(duì)其主要部件進(jìn)行了模態(tài)分析,得出各回轉(zhuǎn)件的固有頻率,防止共振的產(chǎn)生。 干氣密封是一種端面氣體潤(rùn)滑的機(jī)械密封,相比傳統(tǒng)的一些機(jī)械密封,它具有磨損小、泄漏少、壽命長(zhǎng)、效率高等優(yōu)點(diǎn)。其主要工作原理為：當(dāng)兩個(gè)密封端面間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),槽的泵送效應(yīng)和臺(tái)階效應(yīng)使氣體產(chǎn)生流體壓力,在密封端面彼此分開,并在兩個(gè)密封端面間建立起一層具有一定剛度的氣膜,從而達(dá)到密封的效果。目前,干氣密封廣泛用于離心式壓縮機(jī)、離心泵、膨脹機(jī)、氣體透平機(jī)以及其它高速高壓機(jī)器中。 本文以經(jīng)典的T型槽密封端面為研究對(duì)象,應(yīng)用SolidWorks軟件對(duì)T型槽密封端面進(jìn)行三維建模以及建立流場(chǎng)CFD計(jì)算模型。以CFD計(jì)算模型的控制方程為基礎(chǔ),運(yùn)用Fluent軟件對(duì)經(jīng)典T型槽端面的流場(chǎng)進(jìn)行數(shù)值模擬。根據(jù)分析結(jié)果和參數(shù)影響曲線,改變T型槽的其中一個(gè)參數(shù)對(duì)T型槽進(jìn)行結(jié)構(gòu)改進(jìn),并在相同的工況條件下對(duì)改進(jìn)后的密封端面進(jìn)行流場(chǎng)分析。得出的結(jié)果與T型槽模擬結(jié)果相對(duì)比,從對(duì)比結(jié)果來(lái)看,改進(jìn)后的密封端面在各方面性能具有較大的改善。同時(shí)本文利用Ansys Workbench軟件對(duì)其主要部件進(jìn)行模態(tài)分析,模擬出固有振動(dòng)頻率和振動(dòng)位移,為外界電機(jī)的選取提供參考。
【關(guān)鍵詞】：單螺桿壓縮機(jī) 干氣密封 CFD T型槽 模態(tài)分析
【學(xué)位授予單位】：安徽理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TH45
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-13
• 1 緒論13-21
• 1.1 前言13
• 1.2 單螺桿壓縮機(jī)的國(guó)內(nèi)外研究觀狀13-15
• 1.2.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀13-14
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)研究狀況14-15
• 1.3 單螺桿壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)、工作原理及特點(diǎn)15-18
• 1.3.1 單螺桿壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)15-16
• 1.3.2 單螺桿壓縮機(jī)的工作過(guò)程16-17
• 1.3.3 單螺桿壓縮機(jī)的特點(diǎn)17-18
• 1.4 本文研究的意義和主要內(nèi)容18-21
• 2 單螺桿壓縮機(jī)的干氣密封21-31
• 2.1 單螺桿壓縮機(jī)常用的軸端密封21-23
• 2.1.1 填料密封21
• 2.1.2 迷宮密封21-22
• 2.1.3 浮環(huán)密封22-23
• 2.1.4 干氣密封23
• 2.2 干氣密封基本結(jié)構(gòu)23-24
• 2.2.1 常見(jiàn)的干氣密封動(dòng)環(huán)類型23-24
• 2.3 干氣密封的原理24-25
• 2.3.1 干氣密封端面受力分析24-25
• 2.4 干氣密封的典型布置結(jié)構(gòu)25-27
• 2.4.1 單端面密封結(jié)構(gòu)26
• 2.4.2 雙端面密封結(jié)構(gòu)26-27
• 2.4.3 串聯(lián)密封結(jié)構(gòu)27
• 2.5 干氣密封相對(duì)于其他機(jī)械密封優(yōu)點(diǎn)27-28
• 2.6 干氣密封的選用原則28-29
• 2.7 本章小結(jié)29-31
• 3 計(jì)算流體力學(xué)31-43
• 3.1 計(jì)算流體力學(xué)的基本概述31-32
• 3.2 CFD求解過(guò)程32-35
• 3.3 CFD的基本控制方程35-37
• 3.3.1 連續(xù)性方程35
• 3.3.2 N-S方程35-36
• 3.3.3 能量守恒方程36-37
• 3.3.4 通用控制方程37
• 3.4 湍流模型37-40
• 3.5 k-ε模型40
• 3.6 RNGk-ε模型40-41
• 3.7 多相流模型41
• 3.8 本章小結(jié)41-43
• 4 T型槽干氣密封端面流場(chǎng)模擬分析43-63
• 4.1 連續(xù)性以及流動(dòng)狀態(tài)的判斷43-44
• 4.2 基本假設(shè)44
• 4.3 T型槽流體分析模型的建立44-54
• 4.3.1 T型槽的結(jié)構(gòu)參數(shù)44-45
• 4.3.2 T型槽的三維實(shí)體建模45-46
• 4.3.3 T型槽的網(wǎng)格劃分、邊界條件的設(shè)定及控制方程46-48
• 4.3.4 Fluent求解器設(shè)定48-54
• 4.4 端面間氣膜的各項(xiàng)參數(shù)與周向比的關(guān)系54-56
• 4.4.1 密封性能參數(shù)54-55
• 4.4.2 各參數(shù)與周向比的關(guān)系55-56
• 4.5 結(jié)構(gòu)改進(jìn)后計(jì)算單元模型及流場(chǎng)模擬56-60
• 4.6 凸臺(tái)槽與T型槽模擬結(jié)果分析比較60
• 4.7 本章小結(jié)60-63
• 5 單螺桿壓縮機(jī)主要部件模的態(tài)分析63-73
• 5.1 單螺桿壓縮機(jī)模態(tài)分析的目的63
• 5.2 數(shù)值模態(tài)分析的評(píng)價(jià)原則63
• 5.3 單螺桿壓縮機(jī)主要部件及有限元模型63-65
• 5.3.1 主要部件的三維模型建立63-64
• 5.3.2 主要部件有限元模型的建立64-65
• 5.4 模態(tài)分析的主要步驟65-66
• 5.5 模態(tài)分析66-71
• 5.5.1 螺桿模態(tài)分析66-67
• 5.5.2 螺桿軸模態(tài)分析67-69
• 5.5.3 星輪模態(tài)分析69-71
• 5.6 本章小結(jié)71-73
• 6 結(jié)論與展望73-75
• 6.1 論文的主要工作及結(jié)論73
• 6.2 展望73-75
• 參考文獻(xiàn)75-79
• 致謝79-81
• 作者讀研期間主要科研成果81

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：399235