本文關鍵詞：高參數(shù)波紋管機械密封摩擦副界面的熱流固耦合研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：機械密封是動力機械和流體機械設備中非常重要的部件，在高參數(shù)、復雜工況條件下，密封腔壓力和熱流體會使摩擦副界面溫升過高，從而造成摩擦副界面的軸向變形，摩擦副界面產(chǎn)生表面波度和徑向錐度，摩擦副界面的熱裂、非正常磨損以及摩擦副界面間的流體膜汽化等影響機械密封使用性能的問題。 本文首先對泵用機械密封的沖洗液入口位置和密封腔流場進行研究，通過對比分析不同沖洗液入口位置密封腔的速度矢量圖，找到?jīng)_洗液入口的最佳冷卻位置，同時對密封腔的溫度、壓力和渦量情況以及不同沖洗液入口速度和不同主軸轉速對密封腔壓力的影響進行了分析。其次通過耦合分析當中的熱—結構方法研究摩擦副界面的熱變形和力變形，，通過對密封環(huán)施加對流換熱系數(shù)、熱流密度等邊界條件，得到密封環(huán)的溫度分布情況，然后將求得的溫度分布作為載荷施加到摩擦副界面動靜環(huán)上進行結構分析，從而得到密封環(huán)的變形情況。最后對摩擦副界面和流體膜進行流固耦合分析，最終得到摩擦副界面間液膜壓力分布、液膜開啟力和密封環(huán)的應力應變情況。 通過對密封腔沖洗口位置和封腔流體動力特性、摩擦副界面的熱—結構耦合以及密封環(huán)和液膜的流固耦合有限元分析，得到了最佳沖洗口位置，密封腔的壓力、溫度和渦量分布，摩擦副界面的熱變形和力變形，液膜的動力特性和密封環(huán)的應力應變情況。
【關鍵詞】：機械密封 摩擦副 流體膜 熱流固耦合 計算流體力學
【學位授予單位】：新疆大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：TH136;TH117
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-6
• 目錄6-8
• 第一章 前言8-16
• 1.1 課題來源8
• 1.2 選題的研究背景與意義8-10
• 1.3 摩擦副界面熱流固耦合研究現(xiàn)狀10-14
• 1.3.1 機械密封環(huán)端面變形的研究10-11
• 1.3.2 機械密封環(huán)耦合分析研究11-13
• 1.3.3 動靜壓機械密封研究13-14
• 1.4 本論文的研究內(nèi)容14-16
• 第二章 摩擦副界面熱流固耦合基礎16-31
• 2.1 機械密封熱—固耦合計算16-20
• 2.1.1 應力與應變的基本方程16-17
• 2.1.2 機械密封摩擦副的溫度17-19
• 2.1.3 固體中的熱傳導19-20
• 2.2 機械密封流—固耦合計算20-25
• 2.2.1 機械密封系統(tǒng)的動力學方程：20-22
• 2.2.2 機械密封流場力學控制方程22-25
• 2.3 機械密封熱流固耦合計算25-31
• 2.3.1 流固控制方程25-27
• 2.3.2 熱流固基本控制方程：27-28
• 2.3.3 熱流固耦合的有限元分析28-31
• 第三章 機械密封腔的流場分析31-38
• 3.1 流體計算基本理論31-32
• 3.2 密封腔流場的數(shù)值建模32-33
• 3.3 流體模型的預處理33
• 3.4 數(shù)值計算及結果分析33-37
• 3.5 本章小結37-38
• 第四章 摩擦副界面的熱—結構耦合分析38-48
• 4.1 熱—結構耦合理論計算38-39
• 4.1.1 對流換熱系數(shù)的計算38
• 4.1.2 熱流密度的計算38-39
• 4.2 熱—結構耦合計算結果39-46
• 4.2.1 密封環(huán)邊界條件39-41
• 4.2.2 動環(huán)數(shù)值計算結果41-45
• 4.2.3 靜環(huán)數(shù)值計算結果45-46
• 4.3 本章小結46-48
• 第五章 摩擦副界面的流固耦合分析48-57
• 5.1 流固耦合基本理論48-50
• 5.1.1 流體控制方程48-49
• 5.1.2 固體控制方程49
• 5.1.3 流固耦合方程49-50
• 5.2 流固耦合數(shù)值計算50-51
• 5.3 結果與分析51-56
• 5.4 本章小結56-57
• 第六章 總結與展望57-59
• 6.1 總結57
• 6.2 創(chuàng)新點57-58
• 6.3 展望58-59
• 參考文獻59-63
• 在讀期間發(fā)表論文63-64
• 致謝64

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 周劍鋒;顧伯勤;;機械密封端面摩擦熱與熱變形的耦合分析[J];核動力工程;2007年02期

2 南小妮,周昆穎,張秋翔,蔡紀寧;CFD軟件對螺旋槽干氣密封的模擬[J];化工設備與管道;2005年04期

3 于新奇,蔡仁良;激光加工多孔端面機械密封的動壓分析[J];華東理工大學學報;2004年04期

4 顧伯勤;周劍鋒;陳曄;孫見君;;機械密封端面間液膜摩擦熱的傳熱規(guī)律[J];中國科學(E輯:技術科學);2008年01期

5 朱學明,劉正林,朱漢華,胡社來;機械密封環(huán)熱-結構耦合分析研究[J];武漢理工大學學報(交通科學與工程版);2005年02期

6 王建榮,顧永泉,陳弘;圓弧槽氣體潤滑非接觸式機械封密的特性[J];流體工程;1991年03期

7 張書貴,顧永泉;機械密封環(huán)的溫度場及變形[J];流體工程;1993年02期

8 李體軒,侯寶霞;液化石油氣注射泵超高速高壓機械密封開發(fā)[J];流體機械;1997年08期

9 楊惠霞,顧永泉;圓弧深槽熱流體動壓機械密封理論研究[J];流體機械;1997年09期

10 顧永泉;機械密封的摩擦系數(shù)[J];流體機械;1998年04期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 李會中;吳秋軍;李園園;周剛;傅少君;;熱流固耦合問題有限元方法研究及應用[A];第三屆全國巖土與工程學術大會論文集[C];2009年

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 嚴國平;船用艉軸機械密封熱—結構特性數(shù)值分析[D];武漢理工大學;2008年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前5條

1 邢憲寧;深螺旋槽流體動壓機械密封性能理論研究[D];大慶石油學院;2002年

2 洪先志;機械密封端面力變形的研究[D];四川大學;2002年

3 廖和濱;機械密封環(huán)溫度場/應力場的數(shù)值模擬及實驗研究[D];福州大學;2005年

4 蔡永寧;激光加工多孔端面機械密封變形的數(shù)值分析[D];中國石油大學;2007年

5 戴維奇;液體靜壓式收斂間隙密封流場特性研究[D];北京化工大學;2008年

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本文編號：286825