氣液混相回流泵送動壓密封（G-LRPS）因潤滑效果好、泄漏率小等優(yōu)點,較適用于航空發(fā)動機等高速設(shè)備。但其啟動過程屬于危險運行工況,易發(fā)生失效事故。本研究以提升該密封的開啟性能為目標,采用數(shù)值模擬和試驗分析相結(jié)合的方法研究其啟動過程中的泄漏特性、溫度特性以及摩擦磨損特性。首先利用有限元法分別建立流體域分析模型、熱分析模型和結(jié)構(gòu)分析模型,分析啟動過程的密封端面質(zhì)量流量、密封環(huán)溫度場和密封環(huán)變形的演變規(guī)律。結(jié)果表明G-LRPS啟動過程中泄漏量的演變規(guī)律為增大后減小再負值減小,溫度先增大后減小并逐漸平穩(wěn)。離心力和溫度對密封環(huán)變形的影響能互相制約,這使得密封環(huán)的變形可控�；诹黧w域模型和熱分析模型,進一步分析啟動過程中密封泄漏特性及溫度特性。詳細探討了密封端面各部分結(jié)構(gòu)和介質(zhì)相態(tài)對密封泄漏量的影響機制,并對數(shù)值模擬結(jié)果進行試驗驗證。結(jié)果顯示G-LRPS啟動過程中螺旋槽結(jié)構(gòu)對回流泵送動壓效應(yīng)起決定性因素,泄漏主要發(fā)生在螺旋槽部位,且以氣體為主,有效實現(xiàn)了氣封液的目的。通過啟動過程的泄漏和溫度試驗,剖析密封啟動過程的狀態(tài)及特點,探索泄漏特性和溫度特性與G-LRPS端面開啟性能之間的潛在關(guān)系。研究發(fā)現(xiàn)... 

【文章來源】：北京化工大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：127 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－１動壓密封結(jié)構(gòu)對比??Ｆｉｇ．１－１?Ｈｙｄｒｏｄｙｎａｍｉｃ?ｓｅａｌ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ??根據(jù)動壓槽〃８］的劃分種類很多，可根據(jù)槽型、開槽位置、轉(zhuǎn)向、槽深等劃分

究??了浸潰石墨的摩擦學(xué)性能，但是尚未清楚地研究摩擦溫度對摩擦學(xué)性能的影響和轉(zhuǎn)移??摩擦膜的形成機理。??１．４研究內(nèi)容??氣液混相回流泵送動壓密封的啟動過程性能包含泄漏特性、溫度特性和摩擦磨損??特性，基于以上三種性能的研宄和深入發(fā)掘可以得到氣液混相回流泵送動壓密封的開??啟性能。優(yōu)越的氣液混相回流泵送動壓密封的開啟性能應(yīng)滿足開啟易、摩擦少、泄露??孝溫升低等要求，同時基于開啟性能分析能夠得到開啟過程表征方法、優(yōu)選結(jié)構(gòu)參??數(shù)及材料組對。以此為目標展開本文的研究，具體研究路線如圖１－４所示，研究內(nèi)容??如下：??ｆ氣液混相回流泵送動壓密封啟動過程性能研究??，?ｔ：￣：?＂，?、＇?＿■…１?＿?＋???：：｜?數(shù)值模擬?｜?｜啟動過程性能?｜?試驗研究??�。�?流場分析模型一黑｜｜賃－４－？｜?｜泄漏少｜?［？－泄漏特性＾??泄漏特性試驗??Ｔ?｜???Ｉ?Ｉ??／導(dǎo)入黏性７?１１膜厚變化Ｉ丨—｜溫升低｜?溫度特性＾?演變曲線卜溫度特性試驗??／?剪切熱?／?＇＇?Ｉ?：：?；??ｙ￣????Ｕ??Ｕ????｜?摩擦功耗?｜｜?Ｉ?１?（??溫度場齡析模型一蠢｜雜＾?｜１?＾?１１?ｆ?＾?Ｉ?＿磨腦ｒ??Ｉ?Ｉ?；?Ｉ?丨＿?＿■■?一二－丨?＿?■?■?—ｊ?Ｉ?Ｉ??ｉ???ｉ?啟動過程密封｜?丨丨啟動ａ程摩丨??：Ｖ導(dǎo)入流體／導(dǎo)入密封?／?：?Ｍ?如口士又?端面低速接觸一深入－？擦磨損機理??：／?反壓／環(huán)溫度場／?丨劇祝Ｉ?ｒ???｜｜運驗?｜｜?ｍ％??｜?｜?１?｜?開啟特性?￥?｜?：?Ｉ???１??｜?｜摩擦溫升低

?北京化工大學(xué)碩士學(xué)位論文???式中：ｒｇ為槽根半徑；０為螺旋線轉(zhuǎn)角；為螺旋角。??密封端面的結(jié)構(gòu)參數(shù)、密封環(huán)的結(jié)構(gòu)參數(shù)、密封環(huán)材料屬性分別見表２－１、表２－２??和表２－３，表２－４為３００Ｋ下潤滑油以及空氣的物性參數(shù)。??．鳥??＼密封壩區(qū)??ＺＶ密封壩直徑；￡＞０－端面外徑；￡＞ｉ－端面內(nèi)徑；羚螺旋角；ｆｆｌ－旋轉(zhuǎn)方向??圖２－２動環(huán)端面槽型結(jié)構(gòu)示意圖??Ｆｉｇ．２－２?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｇｒｏｏｖｅ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ｒｏｔａｒｙ?ｒｉｎｇ?ｅｎｄ?ｆａｃｅ??為了排除偶然性，使研究結(jié)果準確，共進行了五種結(jié)構(gòu)密封的對比分析，密封端??面結(jié)構(gòu)參數(shù)如下，密封環(huán)結(jié)構(gòu)示意圖如圖２－３和圖２－４所示：??表２－１密封端面結(jié)構(gòu)參數(shù)??Ｔａｂｌｅ?２－１?Ｅｎｄ?ｆａｃｅ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ?ｏｆ?Ｇ－ＬＲＰＳ??￣＾?外徑￣￣＞螺旋角ｐ￣￣槽深心￣１７７？￣槽數(shù)％??形式?（＿）內(nèi)徑Ａ?（ｍｍ）?ｃ°）（嘩）槽壩比ｙ槽寬比Ｊ?（個）??５１?８４?７１?１５?５?０．７?０．５?１２??５２?８４?７１?１５?５?０．７?０．５?８??５３?８４?７１?１５?１０?０．７?０．５?１２??５４?８４?７１?１５?５?０．８?０．５?１２??５５?８４?７１?２０?５?０Ｊ?０５?１２??表２－２密封結(jié)構(gòu)參數(shù)??Ｔａｂｌｅ?２－２?Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ?ｏｆ?ｓｅａｌ?ｒｉｎｇ?ｏｆ?Ｇ－ＬＲＰＳ??靜環(huán)?數(shù)值?動環(huán)?數(shù)值?

【參考文獻】：
期刊論文
[1]影響三瓣式高速浮環(huán)密封性能的敏感參數(shù)[J]. 李慶展,李雙喜,鄭嬈,馬文杰,莊宿國.  北京航空航天大學(xué)學(xué)報. 2020(03)
[2]上游泵送機械密封熱-流固耦合建模與性能分析[J]. 黃偉峰,潘曉波,王子羲,郭飛,劉瑩,李永健,劉向鋒.  清華大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2020(07)
[3]螺旋槽旋轉(zhuǎn)密封瞬態(tài)啟停工況動態(tài)特性分析[J]. 趙一民,張斌,單紅波,柳春旺,劉丁華.  潤滑與密封. 2019(07)
[4]高速動壓密封的氣液兩相性能對比分析和試驗[J]. 李慶展,鄭嬈,李世聰,陳煉,李雙喜.  哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2019(07)
[5]高溫鑲裝式浮環(huán)密封的徑向間隙研究[J]. 馬利軍,李雙喜,蔡紀寧,馬文杰.  潤滑與密封. 2018(06)
[6]機械密封用炭石墨材料摩擦磨損性能研究[J]. 朱振國,王碩,任勇,王天博,白朔,吳峻峰.  炭素技術(shù). 2017(06)
[7]基于APDL的機械密封環(huán)溫度場分析[J]. 文華斌,胡光忠,陶靜,王維慧,楊先超,文赫荔.  潤滑與密封. 2017(12)
[8]機械密封流體動壓槽加工工藝技術(shù)研究進展[J]. 毛文元,宋鵬云,鄧強國,許恒杰.  潤滑與密封. 2017(11)
[9]Friction Characteristics of Impregnated and Non-Impregnated Graphite against Cemented Carbide under Water Lubrication[J]. Gaolong Zhang,Ying Liu,Fei Guo,Xiangfeng Liu,Yuming Wang.  Journal of Materials Science & Technology. 2017(10)
[10]銅基石墨密封材料的摩擦磨損性能研究[J]. 張鵬鵬,趙偉剛,董光能.  西安交通大學(xué)學(xué)報. 2017(09)

博士論文
[1]高溫高速旋轉(zhuǎn)軸接觸式密封材料研制及其密封性能研究[D]. 孫健偉.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014

碩士論文
[1]低溫易汽化介質(zhì)雷列槽非接觸式密封性能的研究[D]. 雷晨輝.北京化工大學(xué) 2018
[2]油氣兩相回流泵送密封的性能研究[D]. 李歡.北京化工大學(xué) 2017
[3]基于分形理論的干氣密封環(huán)摩擦磨損數(shù)值模擬[D]. 張正棠.蘭州理工大學(xué) 2016
[4]斯特林發(fā)動機密封材料研制及摩擦學(xué)性能研究[D]. 王月.蘭州理工大學(xué) 2013
[5]氧化鋁基陶瓷密封環(huán)涂層磨損性能研究[D]. 閔捷.大連海事大學(xué) 2013



本文編號：3309944