机械密封环的传热特性分析

研究机械密封端面摩擦热在动环、静环、端面间液膜和密封介质组成的传热系统中的传递规律。按换热面积守恒的原则将密封环简化为当量圆筒,提出动环和静环获得的摩擦热的计算方法,推导密封环的温度分布方程。结果表明,液膜摩擦热量随角频率的增加和平均膜厚的减小而增加。绝大部分摩擦热通过动环传递到介质,静环端面的温升较小。动环靠近介质侧的温度低于空气侧的温度,端面上的温度较高,且端面径向存在温度梯度。增大动环与介质的接触面积或选用热导率大的材料可降低动环上的最高温度和端面上内外径处的温差,提高机械密封的性能。     

基于CFD的机械密封环温度场影响分析

借助计算流体动力学(CFD)软件对影响机械密封环密封性能的因素进行分析,研究表明,转速的变化对动环、静环及端面液膜温升影响较大,随转速的增大,摩擦热增加,温升明显。另一方面,压差对动环、静环及端面液膜温升的影响程度则较小。     

基于ANSYS CFX的多孔端面机械密封膜压分析

为了深入研究多孔端面机械密封动压效应的形成机制,通过建立多孔端面机械密封的分析模型,采用AN-SYS CFX软件求解三维N-S方程,得到环两侧在无压差时总压分布和不同压差时静压分布;以液膜平均动压力为参照,得到不同工况参数对密封端面动压效应的影响规律,并结合压力分布云图对结果进行分析。研究表明:流体介质压力增加,平均动压力变化不大;增大转速、提高密封介质黏度可以明显提高多孔端面机械密封的动压效应。ANSYS CFX提供一种更便捷、准确的计算方法,实现对膜压分析更合理、真实的数值模拟。     

内圆弧槽机械密封液膜流场特性分析

以内圆弧槽流体动压型机械密封为研究对象,建立了动静环端面间液膜的三维模型,运用计算流体动力学理论和有限体积法对端面间液膜的流场特性和装置的密封性能进行了模拟和数值分析。对处于不同工况、不同密封介质条件下的液膜流场,得到了其压力、泄漏量、开启力和摩擦扭矩的变化规律及相互影响关系。结果表明:圆弧槽能够产生明显的动压效应,动压效应的大小与动环转速呈正比;液膜的压力沿径向由内径到外径逐次降低;泄露量的大小随动环转速或介质压力的增大而增大;开启力的大小与动环端面的总压力具有相似的变化规律。     

船舶艉轴机械密封温度场与热变形分析

船舶艉轴机械密封在运转时,密封环端面温度的分布及热变形对密封的泄漏有重要的影响。为了提高机械密封的密封性,采用有限元分析方法,运用整体法和分离法对机械密封的动、静环的温度场、热变形进行分析,研究在不同主轴转速下端面温度的变化情况。分析表明:机械密封端面的最高温度出现在接触区域的中间,并向内、外两侧递减;端面摩擦热与主轴的转速有密切的关系,转速越大,产生热量越多,温度越高;密封环的导热系数也对端面温度也有影响,导热系数越高,端面最高温度会越低;端面热变形量内径处大于外径处。     

基于Fluent的上游泵送机械密封性能正交试验研究

提出一种斜线槽上游泵送机械密封,运用正交试验法设计上游泵送机械密封试验方案,基于Fluent软件进行数值模拟试验,分析各个试验参数对密封端面开启力和泄漏量的影响。结果表明:在试验参数的取值范围内,对开启力有显著影响的因素是槽数、径向夹角、槽深、液膜厚度、转速和压差,具体表现为开启力随着径向夹角、槽深、液膜厚度、转速和进出口压差的增大呈上升趋势,随着槽数的增多呈下降趋势;对泄漏量有显著影响的因素是槽深、槽宽比、液膜厚度、转速和压差,具体表现为泄漏量槽宽比、液膜厚度、转速和进出口压差的增大呈上升趋势,随着槽数的增多而呈下降趋势。依据正交试验分析结果,提出初步优化的密封端面结构参数。     

超高速涡轮泵机械密封热弹流润滑特性研究

以超高速涡轮泵用机械密封为研究对象,针对超高速工况下密封界面多场耦合变形行为和热弹流润滑特性不明等问题,建立密封动静环和润滑液膜的耦合数学模型,研究不同转速和密封压力下的密封界面润滑特性和端面变形行为,分析相应的密封性能变化规律。结果表明：超高速工况下密封端面产生沿泄漏方向收敛的液膜间隙,密封动环的高温热变形是主因;随密封压力的增大,液膜间隙的收敛角减小,最大膜厚和泄漏率增大,端面温升明显减小;随着转速的增大,液膜间隙的收敛角、端面温升和泄漏率增大,摩擦扭矩减小。建立的流固热力耦合模型可为超高速涡轮泵用机械密封端面的优化设计提供理论指导。     

工况对泵入型螺旋槽动压密封液膜汽化相变和密封性能的影响

液氧动压密封性能对液氧涡轮泵的工作效率及稳定性有很大的影响,为了研究不同工况下机械密封液膜的相变和密封性能,建立端面液膜汽化相变数值计算模型,分析液膜汽化的相变程度、相变区域分布和液膜汽化相变对泵开启力和泄漏量的影响。结果表明：工况参数对液膜的汽化相变有着一定程度的影响,随着动环转速、介质压力的增加,相变被抑制且最大相变体积分数发生在压力出口处且范围逐渐减小,最大相变压力逐渐增加,开启力和泄漏量不断增大;介质温度升高会促进相变的发生,最大相变体积分数发生在压力出口处且范围逐渐增加,最大相变压力不断减小,开启力和泄漏量不断减小。液膜的汽化相变会对密封性能产生直接的影响,合理选择密封工况,可有效利用和控制相变,提高密封性能。     

工况参数对螺旋槽机械密封性能的影响

为得到在不同的工况参数下对螺旋槽机械密封的密封性能的影响规律,建立理想状态下的流体计算域模型,运用计算流体力学对螺旋槽机械密封动静环间的流场进行模拟分析,通过工况参数的改变来观察各密封性能参数—端面压力、开启力、泄漏量等的变化规律。结果表明:螺旋槽能够产生明显的动压效应,动压效应的大小与动环转速呈正比;泄露量的大小随动环转速或介质压力的提高而变大,随介质粘度的增大而减小;开启力的大小与动环端面的压力具有相同的变化规律。     

转子涡动工况下螺旋槽液膜密封性能研究

基于转子在临界转速下的涡动特性,分析转子涡动的轴心运动轨迹.由于动环圆心运动轨迹追随转子,故以动环圆心的圆形运动轨迹为研究点,建立动环偏心的液膜区域模型.采用有限差分法对广义雷诺方程进行离散,通过SOR迭代方法对离散方程进行求解,得到液膜密封端面压力分布,并探讨动环偏心距对液膜开启力、摩擦扭矩、泄漏量以及空化率等液膜密...     

工控系统现场级信息安全保护方案之探讨

对可能存在的现场级IT-安全的危险及其影响,从现场级的性能与边界条件出发,引出防止发生这类危险的方案。     

振动力场作用下聚合物熔体流场的理论研究

介绍了聚合物电磁动态成型加工的特点，推导出振动力场作用下简单剪切流动中聚合物熔体的速度、剪切速率和剪切应力的计算公式，通过对动态流场的理论计算与分析表明，振动力场对于提高聚合物成型加工的综合性能具有显著效果。     

温度和应力场耦合技术在铝粉料仓设计的应用

针对铝粉料仓在现场焊接安装时螺栓破坏的问题,采用温度和应力场耦合技术对料仓进行数值模拟分析,通过建立几何和分析数学模型,详细分析料仓的变形和螺栓孔应力情况。通过数值分析结果得知随着给定强迫位移边界条件的增大,应力值先是减小,当达到拐点时,随即增大,由于给定的是强迫位移边界条件,使得到达拐点后应力值增大,实际螺栓孔越大,越不会产生应力集中,但料仓趋于不稳定,易产生松动和振动,因此螺栓孔必须取适当的值,才能满足现场的实际工艺要求。应用温度和应力场耦合分析技术,得出了铝粉料仓安装问题和实际现场实验一致性的结果,为工程设计提供了有利理论依据。     

某榴弹发射器枪管瞬态热结构耦合分析

为了提高自动武器的使用性能,寻求降低膛壁温度的方法,简介了传热机理,并运用ANSYS软件建立了枪管二维轴对称有限元模型,确定枪管的边界条件,得到了单发时枪管的温度分布和连发时的温度及应力分布,并对枪管的温度场和应力进行了研究。然后对枪管在温度场、耦合场及膛压作用下的应力进行了比较。研究结果对枪管设计有一定的参考价值。     

火焰温度场分布的光学测量原理

测量火焰和燃气的温度及温度分布对于深入研究燃烧机理和指导工程设计有十分重要的作用。本文介绍了近十年来光学法测量温度及其分布的各种方法,包括接触式测量法和非接触式测量法,局部测量法和变换测量法。这些方法为在不同场合,不同要求的火焰温度的测量提供了有力的工具。     

车轮踏面制动的热-机耦合数值模拟

重载列车车轮踏面制动是一个复杂的动态接触热-机耦合问题,介绍了热-机耦合问题的求解方法,并利用有限元分析软件ANSYS对提速货车的单闸瓦踏面制动过程进行了紧急制动工况的数值仿真,定量地给出了车轮踏面温度和应力随时间的变化规律,为研究车轮踏面热疲劳提供了理论依据.     

复杂组合结构温度场及应力有限元分析

基于ADINAT编制了具有通用性的一般微机上三维温度场有限元分析软件 ,并对三维复杂组合结构实例进行了分析计算 ,有限元分析的结果是令人满意的 ,此软件可应用于三维复杂组合结构的温度场分析 ,在工程实践中具有一定的推广价值     

交变磁场测量系统数值仿真分析

利用有限元分析软件，建立了交变磁场测量系统的数值仿真模型。基于这个模型，分析了检测位置对确定缺陷大小和分布的影响，发现检测路径离裂纹中心越近，检测到的磁场分布信号越好；检测平面与工件表面间隔越小，Bz曲线越准确，但过小的间隔却可能增大Bz曲线的噪声。同时研究了缺陷几何尺寸与表面磁场分布的对应关系，进一步验证了表面磁场曲线极值间隔与缺陷长度的对应关系；以及在确定缺陷长度的基础上，缺陷深度与Bz曲线极小值之间的一一对应。以上结论为识别缺陷特征专家系统的实现提供了理论依据．     

Photo-enhanced field emission study of TiO2 nanotubes array

Aligned TiO₂ nanotubes were synthesized by simple anodization of the Ti foil surface. The as-anodized product is further characterized by SEM, XRD, and PL. The tube inner diameter is found to be ≈60-80 nm with the average wall thickness ≈30 nm and areal density ≈15×10⁶/ cm². FE studies of the aligned TiO₂ nanotubes are carried out at base pressure of ≈1×10⁻⁸ mbar. The turn-on field observed for an emission current density of ≈10 μA/cm² is found to be ≈1.7 V/μm and current density of ≈44 μA/cm² is obtained at an applied field of ≈2.3 V/μm. Photo-enhanced FE study is carried out by shining visible and UV light on the cathode. The aligned TiO₂ nanotubes show sensitivity to both the light sources. The FE current shows fast switching response to the visible light. The increment in the preset current upon UV illumination can be attributed to the band edge excitation of the electrons. The free excitons associated with band gap of the TiO₂ nanotubes array may be responsible for the visible light sensitivity. TiO₂ nanotubes are also grown on the Ti wire and exhibit similar photo-enhanced behavior. The FE and photo-enhanced FE properties demonstrate the applicability of the aligned TiO₂ nanotubes in the FE based micro/nanoelectronic devices.     

盾构机刀盘牛腿焊接过程的三维仿真

盾构机刀盘上牛腿部位在掘进过程中的焊缝及其周围部位的开裂及断裂直接影响施工效率和成本。在ANSYS有限元软件二次开发环境下建立了盾构机刀盘牛腿焊接三维模型,并采用双椭球热源模型建立了多层多道焊模型。采用"单元生死"技术数值模拟了牛腿焊接过程中的温度场和应力场分布及其变化规律,结果表明焊缝以及焊缝附近区域的应力水平较高,焊缝处的残余应力为较大的拉应力,其中纵向残余应力要远大于横向残余应力,远离焊缝的区域的应力主要由残余压应力组成,该结果为研究盾构机刀盘牛腿部位的焊接工艺提供了理论依据。