本文關(guān)鍵詞：高溫泵用非接觸式機(jī)械密封粘溫特性數(shù)值研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：石油石化行業(yè)中大量高溫泵都采用接觸式機(jī)械密封，不僅壽命短、性能差，而且一旦發(fā)生泄漏會(huì)引發(fā)一系列安全事故，因此采用非接觸式機(jī)械密封進(jìn)行改進(jìn)，該種密封能否應(yīng)用于高溫油泵并實(shí)現(xiàn)高溫油的零泄漏，，還需要對(duì)其進(jìn)行理論研究。 本文分別以螺旋槽非接觸式氣膜密封和螺旋槽非接觸式液膜密封的動(dòng)環(huán)、流體膜和靜環(huán)為研究對(duì)象，進(jìn)行GAMBIT建模，應(yīng)用計(jì)算流體力學(xué)軟件FLUENT對(duì)其三維流場(chǎng)以及溫度場(chǎng)進(jìn)行了數(shù)值模擬計(jì)算。通過求解全三維N-S方程，得到了內(nèi)部流體膜的流場(chǎng)和速度場(chǎng)，然后開啟能量方程，計(jì)算動(dòng)靜環(huán)端面相關(guān)的對(duì)流傳熱系數(shù)，得到了流體膜和動(dòng)靜環(huán)端面的溫度場(chǎng)。通過FLUENT軟件模擬計(jì)算得出，高溫泵用密封的密封環(huán)處于高溫工作狀態(tài)，而且內(nèi)外徑存在一定溫差，尤其是液膜密封環(huán)端面溫差較大，因此假設(shè)密封間隙內(nèi)的氣膜和液膜是等粘度分布是不準(zhǔn)確的。因此本文分別計(jì)算出了密封氣體和封液在高溫下的粘溫方程，將粘溫公式導(dǎo)入到FLUENT軟件中，分別計(jì)算出了考慮粘溫效應(yīng)時(shí)氣膜密封和液膜密封的流場(chǎng)、溫度場(chǎng)以及相關(guān)特性參數(shù)，并研究了特性參數(shù)以及端面溫度隨著轉(zhuǎn)速和內(nèi)外徑壓力比的變化情況，比較考慮粘溫效應(yīng)與不考慮粘溫效應(yīng)的計(jì)算結(jié)果并分析原因。 對(duì)于高溫泵用氣膜密封，考慮氮?dú)庹硿匦?yīng)雖然不會(huì)對(duì)計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性產(chǎn)生非常大的影響，但是由于高溫油泵對(duì)于密封性能的嚴(yán)格要求，必須要對(duì)氣膜密封的特性參數(shù)有更加準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)和計(jì)算，因此考慮粘溫效應(yīng)是非常有必要的；對(duì)于高溫泵用液膜密封，考慮粘溫效應(yīng)與不考慮粘溫效應(yīng)的計(jì)算結(jié)果差距是非常大的，所以假定液膜是定粘度是不正確的，液膜密封必須要考慮潤滑油粘度隨溫度的變化，才能進(jìn)行模擬計(jì)算。因此，粘溫效應(yīng)對(duì)高溫泵非接觸式機(jī)械密封性能研究有著至關(guān)重要的影響。
【關(guān)鍵詞】：高溫泵 螺旋槽 氣膜密封 液膜密封 粘溫效應(yīng) 流場(chǎng) 溫度場(chǎng)
【學(xué)位授予單位】：中國石油大學(xué)（華東）
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：TH136;TE964
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 主要符號(hào)表9-11
• 第一章 前言11-13
• 1.1 課題研究背景11
• 1.2 課題研究意義11-13
• 第二章 文獻(xiàn)綜述13-22
• 2.1 高溫油泵機(jī)械密封發(fā)展簡(jiǎn)介13-14
• 2.2 非接觸式機(jī)械密封基礎(chǔ)14-18
• 2.2.1 非接觸式機(jī)械密封的基本結(jié)構(gòu)與工作原理14-16
• 2.2.2 非接觸式機(jī)械密封的材料選擇16-17
• 2.2.3 非接觸式機(jī)械密封的相關(guān)參數(shù)17-18
• 2.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀18-22
• 2.3.1 變粘度流體流動(dòng)研究狀況18-19
• 2.3.2 機(jī)械密封流場(chǎng)研究狀況19-20
• 2.3.3 機(jī)械密封溫度場(chǎng)研究狀況20-21
• 2.3.4 研究現(xiàn)狀分析21-22
• 第三章 密封間隙變粘度流動(dòng)特性理論分析22-36
• 3.1 粘溫方程的確定22-27
• 3.2 密封間隙內(nèi)流體流態(tài)判斷27
• 3.3 基本假設(shè)27-28
• 3.4 粘性流體的動(dòng)力潤滑方程（流體動(dòng)力學(xué)控制方程）28-31
• 3.5 密封動(dòng)、靜環(huán)端面?zhèn)鳠嵊?jì)算31-35
• 3.5.1 對(duì)流傳熱系數(shù)計(jì)算公式31-32
• 3.5.2 軸向平均流速的計(jì)算32-35
• 3.6 總結(jié)35-36
• 第四章 螺旋槽干氣密封流場(chǎng)及溫度場(chǎng)數(shù)值模擬36-56
• 4.1 螺旋槽干氣密封幾何模型36-38
• 4.1.1 GAMBIT 建模與網(wǎng)格劃分36-38
• 4.2 條件參數(shù)設(shè)置38-40
• 4.2.1 密封環(huán)材料及介質(zhì)屬性38
• 4.2.2 邊界類型與熱邊界條件38-40
• 4.3 干氣密封流場(chǎng)模擬及性能分析40-50
• 4.3.1 螺旋槽干氣密封端面壓力分布40-42
• 4.3.2 螺旋槽干氣密封氣膜速度分布42-43
• 4.3.3 螺旋槽干氣密封性能參數(shù)計(jì)算43-48
• 4.3.4 螺旋槽干氣密封溫度場(chǎng)計(jì)算結(jié)果48-50
• 4.4 操作參數(shù)對(duì)密封性能的影響50-54
• 4.4.1 轉(zhuǎn)速對(duì)密封性能的影響50-53
• 4.4.2 內(nèi)外徑壓力比對(duì)密封性能的影響53-54
• 4.5 本章小結(jié)54-56
• 第五章 螺旋槽液膜密封流場(chǎng)及溫度場(chǎng)數(shù)值模擬56-70
• 5.1 螺旋槽液膜密封幾何模型56-58
• 5.1.1 GAMBIT 建模與網(wǎng)格劃分56-57
• 5.1.2 條件參數(shù)設(shè)置57-58
• 5.2 液膜密封流場(chǎng)和溫度場(chǎng)模擬及性能分析58-63
• 5.2.1 螺旋槽液膜密封壓力場(chǎng)和溫度場(chǎng)分布58-60
• 5.2.2 液膜速度矢量分布60
• 5.2.3 螺旋槽干氣密封性能參數(shù)計(jì)算60-63
• 5.3 操作參數(shù)對(duì)密封性能的影響63-68
• 5.3.1 轉(zhuǎn)速對(duì)密封性能的影響63-67
• 5.3.2 內(nèi)外徑壓力比對(duì)密封性能的影響67-68
• 5.4 本章小結(jié)68-70
• 結(jié)論70-72
• 參考文獻(xiàn)72-76
• 致謝76

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：325510