發(fā)布時(shí)間：2017-09-13 08:14

  本文關(guān)鍵詞：變工況下熱油泵機(jī)械密封動(dòng)壓研究

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【摘要】：在實(shí)際生產(chǎn)中,熱油泵機(jī)械密封常常會因?yàn)樽児r的發(fā)生而導(dǎo)致密封失效,這樣就會對生產(chǎn)安全造成很大的影響。因此有必要研究機(jī)械密封的作用原理,掌握密封的作用規(guī)律,從而設(shè)計(jì)合理結(jié)構(gòu),維持密封的穩(wěn)定性�，F(xiàn)在國內(nèi)外對機(jī)械密封端面動(dòng)壓的研究大多是針對于表面開槽型機(jī)械密封,而本文通過理論分析、數(shù)值模擬、實(shí)驗(yàn)研究對普通接觸式機(jī)械密封在變工況條件下進(jìn)行了動(dòng)壓研究,得出了不同工況下各個(gè)參數(shù)對密封性能的影響。 本文通過編制計(jì)算程序,理論上分析了在變工況條件下動(dòng)壓效應(yīng)的影響因素,得出結(jié)論：在靠近密封面中間的位置,密封動(dòng)壓達(dá)到最大值；隨著動(dòng)環(huán)角位移的增大,動(dòng)壓大致呈正弦分布,而且密封端面的傾斜角不同,動(dòng)壓值也不同。在接近密封面外徑或者內(nèi)徑處,密封動(dòng)壓不明顯,在密封面中間處動(dòng)壓成分明顯。 本文還利用FLUENT和ANSYS軟件分別對變工況下機(jī)械密封的壓力場和溫度場進(jìn)行了數(shù)值模擬,得出了不同工況下的壓力場和溫度場,為實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析提供了理論基礎(chǔ)。 通過實(shí)驗(yàn),得出結(jié)論：隨著轉(zhuǎn)速和介質(zhì)壓力的增大,密封端面膜壓升高,但是介質(zhì)壓力對端面膜壓的影響更大,這與數(shù)值模擬的結(jié)果相符。端面溫度受轉(zhuǎn)速、介質(zhì)壓力和介質(zhì)溫度的影響,介質(zhì)溫度對端面溫度的數(shù)值影響最大,其次是轉(zhuǎn)速,介質(zhì)壓力對端面溫度的影響最小。抽空會導(dǎo)致密封端面傾斜開啟,這樣在動(dòng)壓的影響下,持續(xù)抽空過程中,密封面會發(fā)生開啟-閉合-再開啟-再閉合這一具有周期性運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的現(xiàn)象。動(dòng)壓的產(chǎn)生導(dǎo)致開啟力增大,當(dāng)開啟力大于閉合力時(shí)密封面打開。動(dòng)壓的正弦分布規(guī)律又使得端面呈周期性不穩(wěn)定的振蕩,這與理論分析的結(jié)果相吻合。轉(zhuǎn)速越大,密封腔介質(zhì)溫度越高,抽空發(fā)生時(shí),端面的動(dòng)壓效應(yīng)越明顯,抽空過程中的動(dòng)壓所占的比例越大。抽空狀態(tài)下,動(dòng)壓效應(yīng)導(dǎo)致壓力波動(dòng)的幅度也較大,此時(shí)密封端面很不穩(wěn)定,密封容易失效。 最后本文提出了變工況導(dǎo)致機(jī)械密封產(chǎn)生動(dòng)壓效應(yīng)造成失效的解決措施,為熱油泵持續(xù)安全運(yùn)行提供了理論指導(dǎo)。
【關(guān)鍵詞】：機(jī)械密封 動(dòng)壓 變工況 抽空
【學(xué)位授予單位】：北京化工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TH136
【目錄】：

• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集4-5
• 摘要5-7
• ABSTRACT7-16
• 符號說明16-17
• 第一章 緒論17-29
• 1.1 機(jī)械密封概述17-20
• 1.1.1 機(jī)械密封的作用以及地位17
• 1.1.2 機(jī)械密封原理以及結(jié)構(gòu)17-20
• 1.2 機(jī)械密封涉及的主要參數(shù)20-24
• 1.2.1 幾何參數(shù)20-21
• 1.2.2 力學(xué)參數(shù)21-23
• 1.2.3 性能參數(shù)23-24
• 1.3 機(jī)械密封動(dòng)壓效應(yīng)的研究發(fā)展24-28
• 1.3.1 端面流槽產(chǎn)生的流體動(dòng)壓效應(yīng)25-27
• 1.3.2 溫度對流體動(dòng)壓效應(yīng)的影響27
• 1.3.3 汽化、空化產(chǎn)生的流體動(dòng)壓效應(yīng)27-28
• 1.4 本文主要研究內(nèi)容28-29
• 1.4.1 變工況下熱油泵機(jī)械密封動(dòng)壓效應(yīng)理論分析28
• 1.4.2 變工況下熱油泵機(jī)械密封壓力場以及溫度場的數(shù)值模擬28
• 1.4.3 變工況下熱油泵機(jī)械密封端面動(dòng)壓實(shí)驗(yàn)研究28-29
• 第二章 流體動(dòng)壓密封的基礎(chǔ)理論29-49
• 2.1 動(dòng)壓密封流體力學(xué)基礎(chǔ)29-33
• 2.2 密封縫隙模型中的流體流動(dòng)33-37
• 2.2.1 平行平面間縫隙流動(dòng)34-36
• 2.2.2 傾斜平面間縫隙流動(dòng)36-37
• 2.3 流體靜壓潤滑和動(dòng)壓潤滑37-40
• 2.3.1 流體靜壓潤滑37-38
• 2.3.2 流體動(dòng)壓潤滑38-40
• 2.4 動(dòng)壓型機(jī)械密封膜壓數(shù)值理論研究40-45
• 2.5 變工況下熱油泵機(jī)械密封端面液膜形態(tài)分析45-49
• 第三章 變工況下熱油泵機(jī)械密封動(dòng)壓效應(yīng)理論分析49-61
• 3.1 穩(wěn)定工況下端面受力分析49-50
• 3.2 抽空過程中端面運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分析50-53
• 3.2.1 抽空發(fā)生瞬時(shí)端面液膜變化50-52
• 3.2.2 抽空持續(xù)發(fā)生時(shí)密封端面的變化52-53
• 3.3 抽空持續(xù)過程端面動(dòng)壓分析53-59
• 3.3.1 動(dòng)壓理論模型建立53-54
• 3.3.2 理論動(dòng)壓分布規(guī)律54-59
• 3.4 抽空結(jié)束后端面運(yùn)動(dòng)狀態(tài)59
• 3.5 本章小結(jié)59-61
• 第四章 變工況下機(jī)械密封液膜壓力場數(shù)值模擬61-75
• 4.1 平行間隙內(nèi)液膜壓力場61-71
• 4.1.1 建立模型61-62
• 4.1.2 劃分網(wǎng)格62-63
• 4.1.3 添加邊界條件63
• 4.1.4 導(dǎo)入Fluent求解63-66
• 4.1.5 變工況下液膜壓力場變化66-71
• 4.2 收斂間隙內(nèi)液膜壓力場71-74
• 4.2.1 建立模型71-74
• 4.3 平行間隙與收斂間隙液膜壓力場對比74
• 4.4 本章小結(jié)74-75
• 第五章 變工況下機(jī)械密封端面溫度場數(shù)值模擬75-85
• 5.1 正常工況下機(jī)械密封端面溫度場數(shù)值模擬75-81
• 5.1.1 模擬工況的相關(guān)參數(shù)75
• 5.1.2 模型建立及網(wǎng)格劃分75-76
• 5.1.3 邊界條件的設(shè)置76-77
• 5.1.4 模擬結(jié)果及分析77-81
• 5.2 變工況下機(jī)械密封端面溫度變化引起的動(dòng)壓81-82
• 5.3 本章小結(jié)82-85
• 第六章 變工況下熱油泵機(jī)械密封動(dòng)壓實(shí)驗(yàn)研究85-111
• 6.1 實(shí)驗(yàn)裝置85-95
• 6.1.1 實(shí)驗(yàn)裝置滿足的工況85
• 6.1.2 實(shí)驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)85-91
• 6.1.3 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的測試參數(shù)91-95
• 6.1.4 實(shí)驗(yàn)參數(shù)的調(diào)節(jié)95
• 6.2 采集系統(tǒng)95-98
• 6.2.1 主控界面96
• 6.2.2 數(shù)據(jù)采集界面96-97
• 6.2.3 控制系統(tǒng)界面97
• 6.2.4 回放系統(tǒng)界面97-98
• 6.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析98-109
• 6.3.1 未抽空時(shí)端面溫度分布98-101
• 6.3.2 未抽空時(shí)端面壓力分布101-102
• 6.3.3 抽空時(shí)端面膜壓膜厚溫度變化102-107
• 6.3.4 變工況導(dǎo)致機(jī)械密封產(chǎn)生動(dòng)壓效應(yīng)造成失效的解決措施107-109
• 6.4 本章小結(jié)109-111
• 第七章 結(jié)論與展望111-113
• 7.1 論文的主要結(jié)論111-112
• 7.2 展望112-113
• 參考文獻(xiàn)113-117
• 致謝117-119
• 研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文119-121
• 作者簡介121-122
• 附件122-123

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：842526