本文關(guān)鍵詞：往復壓縮機迷宮密封流場分析及典型密封結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：近年來，隨著非接觸式密封的迅速發(fā)展，機械制造業(yè)越來越青睞采用非接觸式密封方式代替?zhèn)鹘y(tǒng)的接觸密封方式，其中應(yīng)用最普遍的是迷宮密封，被廣泛用于石油化工、煤制氣等工業(yè)機械設(shè)備中。迷宮密封方式使得機器在工作過程中避免了過度接觸摩擦，具有毋需潤滑、環(huán)保無污染等優(yōu)點，因此迷宮壓縮機可以進行潔凈氣體甚至有毒氣體的壓縮和輸送。然而迷宮密封的不足之處在于非接觸方式必然會產(chǎn)生泄漏，且泄漏量的多少對機器的工作效率及能量消耗有著重要影響，由于迷宮內(nèi)部流場變化和迷宮結(jié)構(gòu)尺寸大小對泄漏量的影響顯著，所以對迷宮密封結(jié)構(gòu)進行內(nèi)部流場分析和結(jié)構(gòu)優(yōu)化有著重要意義。 本文針對6K-375MG迷宮壓縮機中迷宮密封結(jié)構(gòu)建立了二維與局部三維模型，準確選取了數(shù)學計算模型，采用CFD軟件對其模型進行了網(wǎng)格劃分和數(shù)值模擬，細致分析了典型迷宮密封結(jié)構(gòu)內(nèi)部流場情況，最后完成其優(yōu)化研究。主要研究工作體現(xiàn)為以下內(nèi)容： 1、回顧了迷宮密封的理論研究現(xiàn)狀，重點介紹了迷宮壓縮機及直通型迷宮密封的相關(guān)理論。 2、確定了初始迷宮密封的物理模型以及計算流體力學模型，應(yīng)用FLUENT軟件模擬了初始迷宮結(jié)構(gòu)的內(nèi)部流場，從三維角度和渦量進一步揭示了氣體在該迷宮通道中的流動本質(zhì)。 3、對影響迷宮密封性能的幾種結(jié)構(gòu)因素進行了數(shù)值模擬對比，通過對其內(nèi)部流場的觀察分析，探討了不同密封結(jié)構(gòu)尺寸對密封性能的影響，優(yōu)化了該典型迷宮密封結(jié)構(gòu)尺寸，其中包括間隙寬度、空腔深度、空腔寬度、深寬比、齒數(shù)等，有效地減少了泄漏量，為工程實踐設(shè)計提供了可靠參考。 4、對最終優(yōu)化模型進行了數(shù)值模擬，將模擬得到的泄漏量與經(jīng)驗公式計算結(jié)果進行對比，分析了優(yōu)化前后的迷宮密封結(jié)構(gòu)密封性能的優(yōu)劣，結(jié)果證明優(yōu)化后的密封結(jié)構(gòu)的密封效果明顯好于初始結(jié)構(gòu)。
【關(guān)鍵詞】：迷宮壓縮機 迷宮密封 數(shù)值模擬 泄漏特性 結(jié)構(gòu)優(yōu)化
【學位授予單位】：沈陽理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TH45;TH136
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-12
• 第1章 緒論12-24
• 1.1 論文的研究背景及意義12-13
• 1.2 迷宮活塞壓縮機簡介13-16
• 1.2.1 迷宮活塞壓縮機的基本結(jié)構(gòu)13-15
• 1.2.2 迷宮與非迷宮壓縮機的特點15-16
• 1.3 迷宮密封理論概述16-20
• 1.3.1 迷宮密封機理16-19
• 1.3.2 迷宮密封的類型19-20
• 1.3.3 迷宮密封的特點及應(yīng)用20
• 1.4 迷宮密封的研究現(xiàn)狀20-22
• 1.4.1 國外研究現(xiàn)狀20-21
• 1.4.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀21-22
• 1.5 本文的主要研究內(nèi)容22-24
• 第2章 CFD 軟件及其分析方法簡介24-41
• 2.1 CFD 數(shù)值模擬軟件介紹24-25
• 2.1.1 FLUENT 軟件簡介24-25
• 2.1.2 Gambit 軟件簡介25
• 2.2 計算流體力學的理論基礎(chǔ)25-32
• 2.2.1 流體流動分類25-27
• 2.2.2 流體流動描述方法27-28
• 2.2.3 流體力學基本方程組28-32
• 2.3 迷宮密封幾何模型的建立32-33
• 2.4 數(shù)值計算模型的選定33-41
• 2.4.1 數(shù)值模擬計算的過程33
• 2.4.2 數(shù)值模擬計算模型的假設(shè)33
• 2.4.3 湍流模型33-38
• 2.4.4 網(wǎng)格劃分38
• 2.4.5 模擬流場計算方法38-40
• 2.4.6 性能指標的選擇40
• 2.4.7 模型物理參數(shù)、邊界條件的設(shè)置40
• 2.4.8 計算結(jié)果收斂準則40-41
• 第3章 迷宮壓縮機迷宮密封流場分析41-55
• 3.1 迷宮密封內(nèi)二維流場分析41-46
• 3.1.1 幾何模型的確立41-42
• 3.1.2 網(wǎng)格劃分及邊界條件的設(shè)置42
• 3.1.3 迷宮壓縮機的基本參數(shù)42
• 3.1.4 模擬結(jié)果與分析42-45
• 3.1.5 湍流渦旋動能耗散分析45-46
• 3.2 迷宮密封內(nèi)三維流場分析46-54
• 3.2.1 幾何模型的確立46-47
• 3.2.2 網(wǎng)格劃分及邊界條件的設(shè)置47
• 3.2.3 模擬結(jié)果與分析47-49
• 3.2.4 渦量的輸運和三維湍流的能量耗散49-54
• 3.3 二維流場與三維流場的對比54
• 3.4 本章小結(jié)54-55
• 第4章 典型密封結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計研究55-87
• 4.1 密封間隙寬度的優(yōu)化55-63
• 4.1.1 計算模型的確立55-56
• 4.1.2 計算結(jié)果及分析56-63
• 4.2 空腔結(jié)構(gòu)形狀的優(yōu)化63-69
• 4.2.1 計算模型的確立63-64
• 4.2.2 計算結(jié)果及分析64-69
• 4.3 空腔深度、深寬比及齒形夾角的優(yōu)化69-75
• 4.3.1 計算模型的確立69-70
• 4.3.2 計算結(jié)果及分析70-75
• 4.4 空腔寬度的優(yōu)化75-83
• 4.4.1 計算模型的確立75-76
• 4.4.2 計算結(jié)果及分析76-83
• 4.5 齒數(shù)的優(yōu)化83-85
• 4.6 氣缸側(cè)密封齒對整體迷宮密封結(jié)構(gòu)的影響85-86
• 4.6.1 氣缸側(cè)密封齒大小對機器磨損的影響85-86
• 4.6.2 氣缸側(cè)密封齒形狀對泄漏量的影響86
• 4.7 本章小結(jié)86-87
• 第5章 最終優(yōu)化結(jié)果分析87-93
• 5.1 最終優(yōu)化結(jié)果的確定87
• 5.2 最終優(yōu)化結(jié)果的模擬分析與對比87-90
• 5.2.1 計算模型的確立87
• 5.2.2 計算結(jié)果及分析87-90
• 5.3 最終優(yōu)化結(jié)果的泄漏量計算90-92
• 5.3.1 “粗糙間隙”計算方法90-91
• 5.3.2 Stodala 計算方法91
• 5.3.3 泄漏量對比分析91-92
• 5.4 本章小結(jié)92-93
• 總結(jié)與展望93-95
• 參考文獻95-99
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文和獲得的科研成果99-100
• 致謝100-101

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前5條

1 朱高濤;劉衛(wèi)華;;迷宮密封泄漏量計算方法的分析[J];潤滑與密封;2006年04期

2 林麗;劉衛(wèi)華;;齒型夾角對迷宮密封性能影響的數(shù)值研究[J];潤滑與密封;2007年03期

3 楊軍,曾軍,康ng;直通型篦齒流場計算[J];燃氣渦輪試驗與研究;2002年04期

4 黃守龍,王建中;流動不穩(wěn)定性對迷宮密封效率的影響[J];武漢工業(yè)大學學報;1999年01期

5 王建中，黃守龍;直通式迷宮密封的靜態(tài)工作特性[J];武漢工業(yè)大學學報;1994年04期

  本文關(guān)鍵詞：往復壓縮機迷宮密封流場分析及典型密封結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號：328318