【摘要】： 隨著工業(yè)的快速發(fā)展,密封工作狀況趨于高溫、高壓、高速。非接觸式氣體潤(rùn)滑機(jī)械密封在運(yùn)行過(guò)程中,由于受到力和熱等載荷的作用,不可避免要發(fā)生變形。變形將使泄漏量增加、端面點(diǎn)接觸等,最終導(dǎo)致密封失效。本文應(yīng)用有限元法,計(jì)算了穩(wěn)態(tài)密封環(huán)溫度場(chǎng)、穩(wěn)態(tài)端面間氣膜壓力分布及密封環(huán)的力變形、熱變形和力熱耦合變形。研究了密封腔壓力、轉(zhuǎn)速、材料等對(duì)密封溫度場(chǎng)的影響;并討論了壓力、轉(zhuǎn)速、材料特性、彈簧比壓等對(duì)非接觸式氣體潤(rùn)滑機(jī)械密封密封環(huán)變形的影響;壓力、材料等對(duì)錐度的影響;分析了密封環(huán)變形后,密封的泄漏量、摩擦系數(shù)、膜厚等的變化。在此基礎(chǔ)上提出了控制變形的方法,對(duì)非接觸式氣體潤(rùn)滑機(jī)械密封的設(shè)計(jì)起到指導(dǎo)作用。 本文壓力場(chǎng)計(jì)算應(yīng)用FORTRAN語(yǔ)言進(jìn)行編程,溫度場(chǎng)、力變形、熱變形和力熱耦合變形計(jì)算應(yīng)用有限元軟件ANSYS完成。
【圖文】：

中國(guó)石油大學(xué)（華東）碩士論文 第 1 章 前言也沒(méi)有其他的理論和實(shí)驗(yàn)結(jié)果相比較，為以后復(fù)雜的熱摩擦問(wèn)題指明了方向。隨后，由于計(jì)算機(jī)和有限元方法的發(fā)展和成熟，計(jì)算流體力學(xué)（CFD）得到快速發(fā)展。Slamack 和 Rachmat[5]等人基于計(jì)算流體力學(xué)理論，采用 SIMPLER 算法，計(jì)算了密封系統(tǒng)溫度分布和熱傳導(dǎo)系數(shù)并與 Lebeck[6]試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較，，得出數(shù)值計(jì)算與實(shí)驗(yàn)值之間的差別主要來(lái)自于作用面熱源的計(jì)算。認(rèn)為密封徑向和軸向的溫度梯度是影響端面間隙和密封性能的主要因素，并提出密封腔內(nèi)溫度分布除了密封座部位外基本上是均布的；隨著旋轉(zhuǎn)速度的增加，最高溫度同接觸面流體平均溫度的差減小。

圖 1-2 Lebeck 對(duì)動(dòng)環(huán)的分析簡(jiǎn)化圖1992 年，Lebeck[29]分析了引起端面變形的各種載荷，并比較了幾種計(jì)算端面變形的方法，詳細(xì)闡述了圓環(huán)有限元方法。對(duì)螺旋槽干氣密封端面縫隙流體的壓力分布和溫度分布計(jì)算和試驗(yàn)方面的文獻(xiàn)也可以見(jiàn)到。通過(guò)總結(jié)機(jī)械密封變形的計(jì)算和對(duì)端面間流場(chǎng)溫度和壓力的數(shù)值計(jì)算，基本上可以為螺旋槽干氣密封端面變形的計(jì)算提供思路和基礎(chǔ)。張書(shū)貴[13]對(duì)機(jī)械密封的力變形和熱變形給予了全面的考慮。通過(guò)計(jì)算發(fā)現(xiàn)熱變形是機(jī)械密封變形的主要形式。討論了熱變形、力變形與密封環(huán)的結(jié)構(gòu)、材料及使用條件的關(guān)系，并認(rèn)為：1）密封環(huán)的力變形與密封環(huán)材料的彈性模量成正比，熱變形與線(xiàn)膨脹系數(shù)成正比；2）工作壓力與力變形成線(xiàn)性關(guān)系，但是由于彈簧力的影響，該線(xiàn)不通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)；3）平衡系數(shù)對(duì)力變形影響不大，主要是由于動(dòng)靜環(huán)間的密封面相對(duì)較窄的緣故；4）密封環(huán)的結(jié)構(gòu)改變，相應(yīng)的力變形值也有所
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)石油大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2007
【分類(lèi)號(hào)】：TH136

【引證文獻(xiàn)】

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1 秦小嶼;李娜;朱維兵;王和順;;干氣密封熱變形影響因素分析[J];機(jī)械設(shè)計(jì)與制造;2010年11期

2 朱維兵;李娜;王和順;;基于熱變形補(bǔ)償?shù)母蓺饷芊鈩?dòng)靜環(huán)優(yōu)化[J];西華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2009年05期

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1 李娜;T型槽干氣密封熱變形分析與優(yōu)化[D];西華大學(xué);2009年

本文編號(hào)：2606338