本文關(guān)鍵詞：雙列同向螺旋端面機(jī)械密封流場(chǎng)對(duì)比分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：機(jī)械密封在石油煉化企業(yè)中的運(yùn)用是必不可少的，它直接影響著生產(chǎn)的效率，由于密封元件失效引起的事故占總事故的73%左右。相比于傳統(tǒng)的填料密封，機(jī)械密封的操作效果更好，使用壽命更久，給企業(yè)帶來(lái)的利潤(rùn)更高，而且正在逐步取代填料密封。為了更好的應(yīng)用到各種不同流體介質(zhì)上，在機(jī)械密封表面通過(guò)開(kāi)各種槽型的方式來(lái)改變?cè)D(zhuǎn)環(huán)和靜止環(huán)之間端面的潤(rùn)滑狀態(tài)，提高密封性能，從而延長(zhǎng)密封元件的使用壽命。 正常運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，機(jī)械密封旋轉(zhuǎn)環(huán)與靜止環(huán)端面之間由于壓力的原因存在著極薄的流體膜，其數(shù)量級(jí)為微米級(jí)，泄漏量的多少正是由流體膜的流動(dòng)狀態(tài)決定的。通過(guò)對(duì)比三組不同形狀端面的機(jī)械密封在相同參數(shù)下的流場(chǎng)狀態(tài)，來(lái)分析槽型對(duì)密封性能的影響。本文的研究對(duì)象是機(jī)械密封旋轉(zhuǎn)環(huán)與靜止環(huán)接觸面縫隙間的流體膜。首先應(yīng)用計(jì)算流體力學(xué)軟件對(duì)有Gambit建模軟件所建立的三維模型進(jìn)行數(shù)值模擬分析，針對(duì)不同工況，模擬出流體膜在動(dòng)環(huán)端面上的壓力場(chǎng)和速度場(chǎng)，以及計(jì)算出模型的泄漏量。其次，利用專(zhuān)業(yè)的機(jī)械密封試驗(yàn)設(shè)備，測(cè)量在實(shí)際工作應(yīng)用中流體介質(zhì)膜的壓力分布和泄漏量等密封參數(shù)。然后，將模擬得出的數(shù)據(jù)結(jié)果與試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析對(duì)比，，檢驗(yàn)?zāi)M計(jì)算值的準(zhǔn)確性，并分析兩者之間存在差異的原因。最后，對(duì)比不同槽型之間的流體膜流場(chǎng)和密封性能，做出結(jié)論。 經(jīng)過(guò)試驗(yàn)測(cè)量和模擬計(jì)算證明，操作壓力與軸的旋轉(zhuǎn)速度對(duì)流體介質(zhì)膜的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和元件泄漏量都有著明顯的影響。旋轉(zhuǎn)環(huán)表面的槽型也對(duì)整個(gè)機(jī)械密封系統(tǒng)的密封性能有著很大的影響。通過(guò)試驗(yàn)和數(shù)值模擬相結(jié)合的研究方法對(duì)流體膜流場(chǎng)狀態(tài)的分析以及各種形狀槽型機(jī)械密封的密封性能提供了重要的參考價(jià)值與理論依據(jù)和實(shí)踐驗(yàn)證。
【關(guān)鍵詞】：機(jī)械密封 螺旋槽 摩擦副 流場(chǎng) 對(duì)比
【學(xué)位授予單位】：西安石油大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類(lèi)號(hào)】：TH136
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-7
• 第一章 緒論7-14
• 1.1 課題意義7-8
• 1.2 機(jī)械密封起源及改進(jìn)8-9
• 1.3 機(jī)械密封的研究現(xiàn)狀9-12
• 1.3.1 密封端面摩擦的研究9-10
• 1.3.2 流體動(dòng)壓密封的研究[16~20]10-12
• 1.3.3 機(jī)械密封的結(jié)構(gòu)研究[26]12
• 1.4 我國(guó)對(duì)機(jī)械密封的研究存在的主要問(wèn)題12-13
• 1.5 主要研究?jī)?nèi)容13
• 1.6 技術(shù)路線13-14
• 第二章 機(jī)械密封端面基本理論14-21
• 2.1 密封性能的影響因素14-16
• 2.1.1 幾何參數(shù)14-15
• 2.1.2 力學(xué)參數(shù)15-16
• 2.1.3 性能參數(shù)16
• 2.2 計(jì)算流體力學(xué)概述16-18
• 2.2.1 CFD 理論16-17
• 2.2.2 基本流動(dòng)方程17-18
• 2.3 有限體積數(shù)值計(jì)算法18-21
• 2.3.1 變量通用方程19
• 2.3.2 有限體積法的特點(diǎn)19-21
• 第三章 普通端面液膜壓力場(chǎng)數(shù)值模擬21-35
• 3.1 理論模型21-22
• 3.1.1 液膜流動(dòng)形態(tài)分析21-22
• 3.1.2 基本假設(shè)22
• 3.1.3 參數(shù)設(shè)置22
• 3.2 建立平端面計(jì)算模型22-25
• 3.2.1 網(wǎng)格劃分23
• 3.2.2 網(wǎng)格生成質(zhì)量檢查23-24
• 3.2.3 無(wú)關(guān)性驗(yàn)證24
• 3.2.4 邊界條件設(shè)置24-25
• 3.3 FLUENT 中對(duì)模型的求解25-26
• 3.4 流體膜流場(chǎng)模擬數(shù)值結(jié)果26-29
• 3.4.1 液膜壓力分布27-29
• 3.4.2 液膜速度分布29
• 3.5 不同操作參數(shù)下流體膜壓力場(chǎng)/速度場(chǎng)分布圖29-31
• 3.5.1 相同壓力不同轉(zhuǎn)速下的流體膜壓力分布規(guī)律以及速度矢量圖29-30
• 3.5.2 相同轉(zhuǎn)速不同壓力下流體膜壓力分布規(guī)律以及速度矢量圖30-31
• 3.6 液膜受力計(jì)算31-32
• 3.7 泄漏量的數(shù)值求解32-35
• 第四章 螺旋槽密封端面流場(chǎng)數(shù)值模擬分析35-52
• 4.1 螺旋槽動(dòng)環(huán)表面槽型及參數(shù)35-36
• 4.2 兩種槽型的密封性能數(shù)值求解方法36-37
• 4.3 雙列螺旋槽機(jī)械密封三維模型37-46
• 4.3.1 設(shè)定參數(shù)38
• 4.3.2 邊界條件以及網(wǎng)格劃分38-39
• 4.3.3 模擬結(jié)果分析39-46
• 4.4 單列螺旋槽機(jī)械密封三維模型46-50
• 4.4.1 邊界條件與網(wǎng)格劃分46
• 4.4.2 壓力分布與速度分布46-48
• 4.4.3 不同槽型的對(duì)比分析48
• 4.4.4 螺旋槽端面受力[33][34]48-50
• 4.5 本章小結(jié)50-52
• 第五章 機(jī)械密封性能實(shí)驗(yàn)研究及對(duì)比分析52-60
• 5.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/span>52
• 5.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備及材料用具52-54
• 5.3 實(shí)驗(yàn)參數(shù)測(cè)量54
• 5.4 實(shí)驗(yàn)方案54
• 5.5 實(shí)驗(yàn)步驟54-55
• 5.6 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析55-57
• 5.6.1 實(shí)驗(yàn)結(jié)果55-56
• 5.6.2 泄漏量隨壓力和轉(zhuǎn)速的變化趨勢(shì)56-57
• 5.7 模擬結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)對(duì)比分析57-59
• 5.7.1 試驗(yàn)數(shù)據(jù)與普通端面模擬結(jié)果的對(duì)比分析57-58
• 5.7.2 普通端面與有槽端面之間的密封性能對(duì)比58-59
• 5.8 本章小結(jié)59-60
• 第六章 結(jié)論與展望60-62
• 致謝62-63
• 參考文獻(xiàn)63-65
• 攻讀碩士期間發(fā)表的論文65-66
• 詳細(xì)摘要66-78

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