【摘要】： 壓縮機用干氣密封的可靠性對于實現生產裝置的安全、穩(wěn)定、長周期運行以及生產經濟效益最大化至關重要。近年來,隨著密封技術的不斷發(fā)展,出現了新的密封型式——T型槽干氣密封。其密封原理是:當密封端面副間有相對運動時,槽的泵送效應和臺階效應使密封氣體產生流體動壓效應,在兩密封端面副間形成穩(wěn)定的有一定剛度的氣膜,這層氣膜保證密封工作在非接觸狀態(tài),同時使密封泄漏量從理論上可達到零泄露水平。與傳統機械密封相比,T型槽干氣密封具有泄漏量少(理論上甚至可達零泄露)、端面磨損小、運行壽命長和可靠性高等優(yōu)點。目前,該類密封已被廣泛用于離心式壓縮機、離心泵及其他高速高壓設備中。 T型槽干氣密封除了同螺旋槽一樣能產生較好的流體動壓效應外,其旋轉方向還不受限制可以雙向旋轉,這避免了由于反向旋轉而造成的密封失效,從而使T型槽干氣密封的應用范圍更加廣泛,大大提高了它的研究和使用價值。目前密封領域對干氣密封的研究主要是針對螺旋槽型,對T型槽等其他槽型的研究非常少,每一種槽型都有它的適用范圍,實踐中應根據具體的工況來選擇合適的槽型,因此對T型槽等其他槽型的研究非常有必要。在大量參考螺旋槽干氣密封文獻基礎上,本文以T型槽干氣密封為研究對象,主要對它的氣膜流場進行求解、分析。 本文的主要工作是對T型槽干氣密封端面間氣膜流場進行建模、確定計算區(qū)域及推導其控制方程,采用目前市面上比較流行的計算流體動力學(CFD)軟件包FLUENT對T型槽干氣密封氣膜流場進行數值求解、分析,求解得到了密封端面間氣膜壓力場分布,在此基礎上推導了密封特性的主要性能參數(如:開啟力、密封泄露量、氣膜剛度、功耗等)的計算式,并且還就影響密封穩(wěn)定性和密封性的工況參數和槽型幾何參數對密封性能的具體影響進行了分析討論,得到了部分槽型幾何參數的較佳值(如:槽數Ng為12～16之間,密封壩長比1為0.4～0.6,槽深h_g為4～6μm),這些較佳值為工程設計提供了一定的指導和參考價值。由于L型槽和T型槽的結構非常相似,本文對這兩種槽形的密封性能進行了一定的分析比較,得出了T型槽的密封性能略優(yōu)于L型槽的結論。
【學位授予單位】：西華大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2008
【分類號】：TH45
【圖文】：

干氣密封基本構成〔’〕與傳統機械密封類似，也是一種靠彈性元件對靜、動環(huán)端面摩擦副的預緊和介質壓力與彈性元件壓力的壓緊來達到密封的軸向密封裝置。干氣密封的結構示意圖如圖2一1所示，其主要元件有:靜環(huán)1、動環(huán)2、彈性元件(彈簧4)、輔助密封(O形環(huán)8、9)、傳動件(傳動銷3或者傳動螺釘7)、防轉件(防轉銷10)、緊固件(彈簧座5、壓環(huán)12、壓蓋n和緊定螺釘6)與軸套13。干氣密封是非接觸式密封，它的最大特點是在端面摩擦副(一般在動環(huán))上加工有均勻分布的深度為幾微米的淺槽。Fig.2一 1Strueturesehematiedrawingofdrygasseal圖2一1干氣密封結構示意圖干氣密封的基本元件的作用如下:(l)摩擦副(靜、動環(huán))非工作狀態(tài)下，摩擦副要保證緊密貼合、組成密封面以防止介質泄露，這就要求摩擦副要有良好的耐磨性;動環(huán)在彈簧力的作用下可以軸向移動，自動

聯密封和雙端面密封。下面對三種典型密封結構分別作簡單介紹:(l)單端面密封如圖2一2所示，其密封面上淺槽產生很強的泵吸作用，形成剪切流來阻止密封泄漏，這樣理論上可實現密封零泄漏。此類密封主要用在中低壓情況下，允許少量介質氣體泄漏到大氣中。Fig.2一 2Singlefaceseal圖2一2單端面密封

Tmerge方法合成網格。由于劃分網格數目的多少直接關系到求解的精度及對計算機硬件的需求，因此選擇適當的網格單元生成比較合適的單元數目來進行流場分析非常重要。圖4一3是計算區(qū)域網格劃分示意圖，圖4一4是計算區(qū)域邊界條件設定。Fig.4一 3GriddivisionofeomPutationalarea圖4一3計算區(qū)域網格劃分示意圖Fig.4一 4BoundarytyPeofcomPutationalarea圖4一4計算區(qū)域邊界條件

【引證文獻】

相關會議論文 前1條

1 張岳林;彭旭東;白少先;孟祥鎧;李紀云;;直線變深T型槽干氣密封性能研究[A];2011年全國青年摩擦學與表面工程學術會議論文集[C];2011年

相關碩士學位論文 前3條

1 張軒;低速端面氣膜密封動力學特性研究[D];昆明理工大學;2010年

2 馬方波;T槽氣膜密封低速運轉動態(tài)氣膜力特性研究[D];昆明理工大學;2012年

3 張岳林;T型槽干氣密封性能分析與改型研究[D];浙江工業(yè)大學;2011年

本文編號：2769686