機(jī)械密封作為一種普遍應(yīng)用的密封技術(shù),在許多場(chǎng)合中密封各種流體,尤其在石油石化領(lǐng)域中應(yīng)用最為廣泛,是各類機(jī)泵和其它旋轉(zhuǎn)設(shè)備中流體密封不可缺少的零部件。機(jī)械密封在運(yùn)行狀態(tài)下,端面間存在著極薄的（微米級(jí)）液體潤(rùn)滑膜,這層極薄的液膜流動(dòng)狀態(tài)影響機(jī)械密封端面的流場(chǎng)分布·在操作參數(shù)改變的情況下,液膜流動(dòng)狀態(tài)會(huì)隨之改變并會(huì)引起泄漏量的變化及端面溫升等問題,這對(duì)機(jī)械密封性能影響很大。本文以常用的接觸式機(jī)械密封動(dòng)靜環(huán)端面間隙液膜為研究對(duì)象,對(duì)間隙液膜壓力場(chǎng)、溫度場(chǎng)進(jìn)行了研究。首先本文采用CFD軟件FLUENT的前處理建模軟件GAMBIT建立了液膜三維模型,并進(jìn)行網(wǎng)格劃分。在設(shè)定合理的邊界條件之后,模型導(dǎo)入FLUENT中對(duì)不同工況條件下液膜流場(chǎng)進(jìn)行了數(shù)值模擬計(jì)算,并指出計(jì)算中需要注意的問題,計(jì)算得到端面液膜的壓力分布、速度分布、溫度分布、液膜受力及泄漏量等并分析了操作參數(shù)動(dòng)靜環(huán)端面內(nèi)外壓差、轉(zhuǎn)速改變對(duì)密封性能的影響規(guī)律。其次,本文利用機(jī)械密封實(shí)驗(yàn)臺(tái),對(duì)間隙液膜進(jìn)行多點(diǎn)溫度,壓力測(cè)量,得到溫度和壓力分布,最后將得到的數(shù)據(jù)和數(shù)值模擬值進(jìn)行了比較分析,驗(yàn)證了數(shù)值模擬的準(zhǔn)確性并找出實(shí)驗(yàn)值與數(shù)值模擬值存在差別的原因... 

【文章來源】：西安石油大學(xué)陜西省

【文章頁(yè)數(shù)】：87 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 機(jī)械密封特性
        1.1.1 典型機(jī)械密封結(jié)構(gòu)
        1.1.2 機(jī)械密封端面液膜特性
    1.2 機(jī)械密封端面液膜壓力場(chǎng)及溫度場(chǎng)研究現(xiàn)狀
        1.2.1 實(shí)驗(yàn)測(cè)量技術(shù)研究進(jìn)展
        1.2.2 經(jīng)驗(yàn)公式法
        1.2.3 利用 CFD 軟件數(shù)值模擬研究
    1.3 課題的研究?jī)?nèi)容
    1.4 技術(shù)路線
    1.5 課題的創(chuàng)新點(diǎn)
第二章 機(jī)械密封端面流動(dòng)理論基礎(chǔ)
    2.1 計(jì)算流體力學(xué)（CFD）概述
        2.1.1 CFD 理論
        2.1.2 CFD 三種數(shù)值方法
        2.1.3 速度與壓力耦合的幾種算法
        2.1.4 FLUENT 軟件的選用
    2.2 液膜流動(dòng)基本流動(dòng)方程
        2.2.1 連續(xù)性方程
        2.2.2 動(dòng)量守恒方程(Navier-Stokes 方程)
        2.2.3 能量方程
        2.2.4 控制方程
第三章 機(jī)械密封端面液膜壓力場(chǎng)數(shù)值模擬
    3.1 理論模型
        3.1.1 流動(dòng)狀態(tài)判斷
        3.1.2 基本假設(shè)
        3.1.3 參數(shù)設(shè)置
    3.2 網(wǎng)格劃分
        3.2.1 網(wǎng)格質(zhì)量檢查
        3.2.2 網(wǎng)格無關(guān)性驗(yàn)證
        3.2.3 邊界條件設(shè)置
    3.3 FLUENT 中對(duì)模型的求解
        3.3.1 網(wǎng)格文件的讀入及單位設(shè)定
        3.3.2 設(shè)置求解器及流動(dòng)模型
        3.3.3 材料物性設(shè)定
        3.3.4 邊界條件的設(shè)定
        3.3.5 求解器的參數(shù)設(shè)定及迭代
    3.4 液膜流場(chǎng)計(jì)算結(jié)果分析
        3.4.1 液膜壓力分布
        3.4.2 液膜速度分布
        3.4.3 液膜受力計(jì)算
        3.4.4 泄漏量計(jì)算
    3.5 不同工況參數(shù)下液膜壓力場(chǎng)模擬結(jié)果
        3.5.1 定壓差變轉(zhuǎn)速液膜壓力場(chǎng)模擬結(jié)果
        3.5.2 定轉(zhuǎn)速變壓差液膜壓力場(chǎng)模擬結(jié)果
    3.6 機(jī)械密封尺寸對(duì)模擬結(jié)果的影響
    3.7 操作參數(shù)對(duì)密封性能的影響
        3.7.1 轉(zhuǎn)速對(duì)密封性能的影響
        3.7.2 壓差對(duì)密封性能的影響
    3.8 密封性能參數(shù)的相互影響
    3.9 本章小結(jié)
第四章 機(jī)械密封摩擦副及端面液膜溫度場(chǎng)研究
    4.1 機(jī)械密封的熱量衡算
    4.2 端面溫度理論計(jì)算
    4.3 傳熱分析
        4.3.1 熱邊界條件
        4.3.2 對(duì)流換熱系數(shù)計(jì)算
    4.4 模型建立及網(wǎng)格劃分
        4.4.1 基本假設(shè)
        4.4.2 結(jié)構(gòu)參數(shù)及模型
        4.4.3 網(wǎng)格劃分
    4.5 機(jī)械密封溫度場(chǎng)數(shù)值計(jì)算
        4.5.1 密封環(huán)材料及密封介質(zhì)物性
        4.5.2 邊界條件設(shè)置
    4.6 溫度場(chǎng)計(jì)算結(jié)果分析
        4.6.1 迭代計(jì)算結(jié)果
        4.6.2 網(wǎng)格無關(guān)性驗(yàn)證
        4.6.3 溫度場(chǎng)分布
        4.6.4 操作參數(shù)對(duì)溫度場(chǎng)影響規(guī)律
    4.7 本章小結(jié)
第五章 機(jī)械密封性能實(shí)驗(yàn)研究
    5.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br>    5.2 機(jī)械密封實(shí)驗(yàn)臺(tái)的建立
        5.2.1 實(shí)驗(yàn)臺(tái)組成
        5.2.2 實(shí)驗(yàn)參數(shù)測(cè)量
    5.3 實(shí)驗(yàn)過程
        5.3.1 實(shí)驗(yàn)條件
        5.3.2 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備
        5.3.3 實(shí)驗(yàn)步驟
    5.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
        5.4.1 定壓差變轉(zhuǎn)速實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
        5.4.2 定轉(zhuǎn)速變壓差實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
        5.4.3 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與模擬數(shù)據(jù)對(duì)比分析
    5.5 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士期間發(fā)表的論文
詳細(xì)摘要


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]機(jī)械密封端面液膜分析[J]. 俞龍海,朱坤祥.  流體機(jī)械. 2010(09)
[2]新型動(dòng)靜壓混合潤(rùn)滑機(jī)械密封流場(chǎng)數(shù)值研究[J]. 王彬,郝木明.  潤(rùn)滑與密封. 2009(07)
[3]機(jī)械密封密封腔的流場(chǎng)及溫度場(chǎng)[J]. 孫澤剛,黃文權(quán).  排灌機(jī)械. 2009(03)
[4]機(jī)械密封環(huán)溫度場(chǎng)數(shù)值模擬分析[J]. 鐘汝琳.  機(jī)械. 2008(04)
[5]機(jī)械密封端面間液膜摩擦熱的傳熱規(guī)律[J]. 顧伯勤,周劍鋒,陳曄,孫見君.  中國(guó)科學(xué)（E輯:技術(shù)科學(xué)）. 2008(01)
[6]機(jī)械密封腔內(nèi)流場(chǎng)及摩擦副溫度場(chǎng)的數(shù)值計(jì)算[J]. 張明明,郝木明.  石油化工設(shè)備技術(shù). 2008(01)
[7]機(jī)械密封溫度問題研究方法綜述[J]. 單曉亮,胡欲立.  流體機(jī)械. 2006(08)
[8]機(jī)械密封環(huán)溫度場(chǎng)及密封腔內(nèi)流場(chǎng)分析[J]. 鐘汝琳,陳次昌,關(guān)劍峰.  四川工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào). 2004(S1)
[9]機(jī)械密封的發(fā)展歷程與研究動(dòng)向[J]. 孫見君,魏龍,顧伯勤.  潤(rùn)滑與密封. 2004(04)
[10]機(jī)械密封技術(shù)的新進(jìn)展[J]. 顧永泉.  石油化工設(shè)備. 1997(05)

博士論文
[1]機(jī)械密封中的熱流體動(dòng)力效應(yīng)研究[D]. 周劍鋒.南京工業(yè)大學(xué) 2006



本文編號(hào)：3639805