本文關(guān)鍵詞：機械—磁性液體組合密封的理論及實驗研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：在石油化工行業(yè),反應(yīng)釜內(nèi)有毒有害、易燃易爆的揮發(fā)性氣體或氣液混合物要求零泄漏,以免發(fā)生生產(chǎn)事故。大量的反應(yīng)釜普遍采用填料密封和機械密封,但兩者都不能實現(xiàn)零泄漏,所以傳統(tǒng)密封已經(jīng)無法滿足高可靠性、零泄漏的要求。為了解決該類反應(yīng)釜、壓縮機等現(xiàn)代工業(yè)設(shè)備要求耐高壓、零泄漏應(yīng)用工況下的密封問題,本論文創(chuàng)造性地提出了一種新型的機械—磁性液體組合密封結(jié)構(gòu),采用數(shù)值模擬和實驗的方法研究了組合密封的耐壓理論和密封性能。針對上述研究內(nèi)容,本論文完成的研究工作如下：(1)結(jié)合工況要求為常壓、零泄漏的該類反應(yīng)釜上填料密封、機械密封產(chǎn)品不能正常使用的實際情況,首次設(shè)計了滿足此工況要求的磁性液體密封裝置,成功安裝并應(yīng)用在該類反應(yīng)釜上已有1年的時間,效果很好并且繼續(xù)使用中,為滿足更高工況的組合密封結(jié)構(gòu)設(shè)計提供了參考依據(jù)。(2)根據(jù)機械密封和磁性液體密封各自的工作原理及密封形式,在建立組合密封模型的基礎(chǔ)上,設(shè)計了組合密封的結(jié)構(gòu)并加工成實物。(3)推導了組合密封裝置中機械密封部分和磁性液體密封部分的理論耐壓公式,并結(jié)合各自結(jié)構(gòu)參數(shù)分別計算了其理論耐壓值。(4)根據(jù)電磁場的相關(guān)理論,運用ANSYS對組合密封裝置中磁性液體密封部分的結(jié)構(gòu)進行了有限元分析,通過磁場分布模擬結(jié)果和數(shù)值計算驗證了設(shè)計的合理性。(5)設(shè)計了組合密封實驗臺及整套實驗設(shè)備的組成,分別進行了靜密封和動密封液體耐壓能力實驗。結(jié)果表明,組合密封裝置的密封性能顯著優(yōu)于兩種密封形式單獨作用的效果,在一定的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi),能夠?qū)崿F(xiàn)耐較高壓力下不發(fā)生泄漏且持續(xù)很長時間。
【關(guān)鍵詞】：機械密封 磁性液體密封 組合密封 理論研究 實驗研究
【學位授予單位】：北京交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TH136
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-7
• ABSTRACT7-12
• 1 緒論12-24
• 1.1 課題研究背景與意義12-13
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-19
• 1.2.1 機械密封的發(fā)展進程13-15
• 1.2.2 磁性液體密封的發(fā)展簡史15-19
• 1.3 機械—磁性液體組合密封的研究概況19-22
• 1.3.1 機械密封的分類與應(yīng)用19-20
• 1.3.2 單一密封應(yīng)用場合的局限性20-21
• 1.3.3 組合密封的提出和研究現(xiàn)狀21-22
• 1.4 課題研究內(nèi)容與目標22-24
• 2 磁性液體密封在反應(yīng)釜上的應(yīng)用24-34
• 2.1 磁性液體密封工作原理與耐壓理論24-28
• 2.1.1 磁性液體密封工作原理24-26
• 2.1.2 磁性液體密封耐壓理論26-28
• 2.1.3 磁性液體密封失效的耐壓傳遞過程28
• 2.2 反應(yīng)釜基本概況和對密封的工況要求28-30
• 2.2.1 反應(yīng)釜基本概況29-30
• 2.2.2 反應(yīng)釜對密封的工況要求30
• 2.3 磁性液體密封在反應(yīng)釜上的應(yīng)用30-33
• 2.4 本章小結(jié)33-34
• 3 機械—磁性液體組合密封的結(jié)構(gòu)設(shè)計34-42
• 3.1 機械密封工作原理34-36
• 3.2 機械—磁性液體組合密封模型的建立36-37
• 3.3 機械—磁性液體組合密封的方案設(shè)計37-40
• 3.3.1 串聯(lián)式的組合密封設(shè)計方案37
• 3.3.2 端面密封式的組合密封設(shè)計方案37-39
• 3.3.3 嵌套式的機械—磁性液體組合密封的最終方案39-40
• 3.4 本章小結(jié)40-42
• 4 機械—磁性液體組合密封的參數(shù)確定42-60
• 4.1 機械密封的參數(shù)確定42-49
• 4.1.1 摩擦系數(shù)與密封準數(shù)42-44
• 4.1.2 密封端面的液膜壓力44-47
• 4.1.3 端面比壓的計算47-48
• 4.1.4 機械密封的材料選擇48-49
• 4.2 磁性液體密封的參數(shù)確定49-55
• 4.2.1 磁性液體的選擇49-50
• 4.2.2 永磁鐵的選擇50-51
• 4.2.3 極靴的設(shè)計51-54
• 4.2.4 定位套筒與端蓋的設(shè)計54-55
• 4.3 組合密封軸承的設(shè)計55-56
• 4.4 組合密封主要零件的設(shè)計56-58
• 4.5 本章小結(jié)58-60
• 5 機械—磁性液體組合密封的數(shù)值計算60-74
• 5.1 電磁場的邊界條件60-61
• 5.2 磁性液體密封的邊界問題求解61-65
• 5.3 組合密封中磁性液體密封的磁場有限元分析65-69
• 5.4 磁場模擬計算結(jié)果及分析69-72
• 5.4.1 磁力線的分布69-70
• 5.4.2 磁通密度矢量分析70-71
• 5.4.3 節(jié)點磁通密度云圖71-72
• 5.5 密封間隙中的磁場強度及理論耐壓72-73
• 5.6 本章小結(jié)73-74
• 6 機械—磁性液體組合密封的實驗研究74-86
• 6.1 實驗臺的設(shè)計74-77
• 6.2 電機及聯(lián)軸器的選擇77-78
• 6.3 組合密封實驗設(shè)備組成78-79
• 6.4 實驗過程及方法79-81
• 6.5 結(jié)果分析與討論81-84
• 6.5.1 組合密封靜密封液體泄漏通道檢測81-82
• 6.5.2 組合密封中機械密封性能隨轉(zhuǎn)速及時間的關(guān)系82-83
• 6.5.3 轉(zhuǎn)速對組合密封動密封液體耐壓能力的影響83-84
• 6.6 本章小結(jié)84-86
• 7 結(jié)論86-88
• 參考文獻88-92
• 作者簡歷及攻讀碩士學位期間取得的研究成果92-96
• 學位論文數(shù)據(jù)集96

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本文編號：487733