空调冷却水泵机械密封参数的优化试验研究

通过开展正交试验，分析空调冷却水泵机械密封参数优化问题。经方差分析观察到，在机械密封端面摩擦功耗方面，不同工艺参数对密封端面摩擦功耗均会产生一定的影响，其中，电机转速对密封端面摩擦功耗所产生的影响最大，其次为介质压力，弹簧比压则对密封端面摩擦功耗影响相对较小。分析极差分析结果可以发现，随着弹簧比压和电机转速以及介质压力的不断增加，密封端面摩擦功耗也会随之呈现出不断增大的变化趋势。经过机械密封泄漏量方差分析，对密封端面摩擦功耗产生较大影响的工艺参数为弹簧比压，其次为介质压力，电机转速对密封端面摩擦功耗所产生的影响则相对较少，另外，弹簧比压会对泄漏量产生较大的影响。最终分析确定机械密封的最佳工艺参数条件为：弹介质压力为0.60 MPa,电机转速为2960 r/min,簧比压为0.06 MPa。     

机械密封装置在压力调节阀上的应用

为保护容积泵不至于超压运行，往往要在泵出口处安装有压力调节阀。此阀阀体一般为整体铸造，阀体密封一般为楔型端面密封，此种阀存在易泄漏、不易维修的缺点。通过对阀进行改造解决了原阀易泄漏、不易维修的问题。     

基于流固耦合的接触式机械密封端面泄漏率的研究

由于没有考虑密封环端面变形的影响,采用经验公式计算接触式机械密封端面的泄漏率存在较大的误差。本文考虑了密封端面泄漏率受密封环端面变形的影响,采用ANSYS和MATLAB软件对密封端面泄漏率进行流固耦合数值求解。研究了密封介质压力pi、密封端面压差Δp、弹簧比压psp和密封端面综合粗糙度σ对接触式机械密封泄漏率Q的影响。通过试验,验证了不同密封介质压力下,密封端面泄漏率数值解的正确性。结果表明,考虑密封环端面变形的数值解比经验公式解更接近测量值。密封端面泄漏率随密封端面综合粗糙度和密封端面压差的增大而加速增大,随介质压力的增大而增大,随弹簧比压的增大而减速增大。本文通过对密封端面泄漏率数值求解,分析泄漏率的影响因素,以期为完善接触式机械密封失效机理起到一定的指导意义。     

海洋平台油气混输泵轴端密封改进设计与试验研究

针对某海洋平台油气混输泵轴端机械密封在运行过程中存在的失效问题，分析其产生的原因，并对其结构进行改进设计。对改进后机械密封进行实验室台架性能试验，分析不同弹簧比压条件下密封性能随压力的变化和密封端面磨损状况，以及不同端面设计宽度下密封性能随压力和转速的变化。结果表明：减小弹簧比压能略微降低密封端面摩擦功率，但会增大泄漏风险；减小端面宽度能有效提升润滑不良条件下的端面密封性能。确定密封优选设计参数，并对密封样机进行100 h型式试验。试验结果表明，改进后密封端面摩擦功率基本稳定，波动较小，泄漏量满足标准指标要求，验证了该密封结构改进的合理性、优选设计参数的有效性和运行工况的适应性。     

机械密封端面尺寸变化对密封效果的影响分析

机械密封的端面比压，不仅与结构形式、弹簧大小、液体介质黏度、温度、介质压力等因素有关，还直接与端面尺寸变化有关。在这里主要介绍密封端面尺寸变化对密封效果的影响，并得出有利于密封效果的尺寸变化。     

不同相态机械密封的性能计算

介绍了多组分混合物热物理性质的计算。以平行端面机械密封为几何模型，给出了单组分和多组分流体密封性能参数的计算方法及计算程序。端面温度理论值同现场实测值吻合较好，证明了文中介绍的方法及程序的可靠性，可供机械密封设计部门及其它有关部门使用。     

FGD外围泵机械密封结构特点

介绍了烟气脱硫装置(FGD)流程和FGD外围泵机械密封使用条件,从结构型式分析了无内冲洗水单端面机械密封、带压内冲洗水单端面机械密封、带阻封液的双端面机械密封在应用中的各自特点及寿命.     

锥度对螺旋槽气体端面密封稳态特性的影响

提出一种考虑螺旋槽气体密封端面径向锥度的理论模型。利用有限元法求解密封端面间气膜控制方程——雷诺方程，得到了端面膜压分布。计算了密封稳态性能参数，并与有关文献值进行了比较。分析了端面锥度对密封稳态特性的影响，进一步预测了密封端面出现接触摩擦的临界锥度。结果表明，锥度改变了端面膜压分布，并显著影响开启力、气膜刚度以及泄漏率等参数；过度变形将会导致密封因端面接触或大量泄漏而失效。     

上游泵送机械密封端面压力测试的数值研究

以数值计算手段对上游泵送机械密封静环设置测压用引压管前后密封端面压力场和性能变化进行了研究,发现设置合适管径引压管对端面间液膜流场的干扰较小,测压方法有效;但随着引压管管径的增大,密封泵送量和开启力均减小,原密封工作状态发生变化,应通过力平衡计算对测量结果进行修正.     

螺旋槽上游泵送机械密封摩擦特性试验研究

上游泵送机械密封是一种具有环保、长寿命、低能耗的高新密封技术,其应用前景将十分广阔。端面摩擦特性是决定上游泵送机械密封工作寿命和密封性能好坏的关键因素。对螺旋槽上游泵送机械密封的端面摩擦系数进行了试验研究,结果表明,随着端面比压的增大,摩擦系数快速减小,当端面比压增加到0.3 MPa之后,变成缓慢减小。当端面比压较小时,随着转速的增大,摩擦系数缓慢减小。当弹簧比压达到0.15 MPa左右后,转速对摩擦系数的影响非常小,可近似认为此时摩擦系数不随转速而变化。在槽型参数中槽深、螺旋角对端面摩擦系数影响较大,而槽数、槽宽比和槽长比对于端面摩擦系数影响较小。此研究结果为上游泵送机械密封的正确使用和设计提供依据。     

磁力机械密封磁力计算及端面比压设计

依据静磁学原理推导出磁力机械密封磁力的计算公式，并结合磁力机械密封的原理，提出了端面比压设计的数学模型。     

交变载荷作用下端面密封热力耦合特性分析

为研究交变载荷和热力变形对端面密封瞬态耦合特性的影响,以烟气脱硫釜用侧入式单端面机械密封为研究对象,考虑流体黏度随温度的变化,建立其热力耦合计算的数学模型并给出详细的求解边界条件,推导弹簧作用力的交变载荷数学表达形式,通过与载荷时间结合的瞬态分析模型,采用Galerkin差分格式对时间域上的雷诺方程和热传导方程进行离散,获得密封端面的接触压力、摩擦扭矩和温度分布等性能参数。结果表明:瞬态分析中各密封性能参数在每一时刻点仍表现出与稳态工况相似的特征,端面局部接触且处于高温区;随时间变化的弹簧比压,改变了密封装置的受力状况,使得密封端面的接触压力、摩擦扭矩、温度等呈现出交变的瞬态特征,且端面温度等热特性出现明显的热迟滞现象。     

变工况条件下机械密封端面膜压实验研究

通过机械密封端面稳定实验,研究热油泵机械密封在工况变化时端面膜压变化,分析相同转速、相同温度和不同压力以及相同压力、相同温度和不同转速2种工况下机械密封端面膜压实验结果,并与变工况机械密封理论计算结果进行比较。实验结果与变工况机械密封理论计算结果吻合。工况变化瞬时,密封端面液膜失稳导致汽化半径瞬时增大,发生闪蒸,由于闪蒸端面压力瞬时增大,使得端面的开启力大于闭合力,造成机械密封发生开启失效;在持续抽空过程中,密封端面会发生干摩擦,加剧端面磨损。     

变工况条件下汽液两相机械密封端面稳定性探讨

通过分析影响汽液两相机械密封稳定性的各种因素，讨论了汽液两本机械密封在工况变化时的端面比压的变化及影响因素，提出了汽液两相机械密封在变工况发生时的端面失效形式判据，利用实验室实验手段验证了汽液两相机械密封在工况变化时的开启失效与影响比压的各种因素变化特别是端面膜压的变化有必然的联系。     

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。     

基于分形理论的接触式机械密封端面摩擦热模拟计算

通过模拟计算,分析工作参数和端面形貌分形参数对接触式机械密封端面摩擦热的影响。基于机械密封端面接触分形模型,考虑密封端面摩擦热、摩擦系数、端面温度之间相互影响的关系,提出了密封端面摩擦热的耦合计算方法。对内流式部分平衡型机械密封端面摩擦热的影响因素进行了计算分析。结果表明,随着弹簧比压或密封流体压力的增大,密封端面摩擦热线性增大;随着转速的增大,密封端面摩擦热近似线性增大,且密封端面越光滑,摩擦热的增量越大;随着端面分形维数的增大或特征尺度系数的减小,密封端面摩擦热非性线增大,且随着密封端面趋于光滑,摩擦热的增幅变大。     

热油泵机械密封的端面失效形式

根据机械密封在变工况条件下的实验室实验，探讨了变工况发生时机械密封端面比压变化的各种影响因素，提出机械密封在变工况发生时液膜相变导致的液膜失稳和开启失效条件，推导了端面参数的变化规律。     

GY70型机械密封端面摩擦状态试验研究

机械密封端面摩擦状态包括干摩擦、边界摩擦、流体摩擦和混合摩擦.端面摩擦状态是决定机械密封工作寿命和密封性能好坏的关键因素.本文探讨了判断机械密封端面摩擦状态的摩擦因数法、工况参数法、Mayer法和相对膜厚法.对GY70型机械密封的端面摩擦状态进行了试验研究.研究表明,当弹簧比压为0.0866MPa、介质压力为0.45MPa、转速在1116～2940r/min范围内时,GY70型机械密封端面间的摩擦状态为边界摩擦.     

无油涡旋压缩机齿端面密封机构的设计

针对涡旋压缩机齿端面介质泄漏的特点,提出一种齿端面密封机构模型,通过齿端面开设的密封槽内安装自润滑材料密封条和弹簧,实现涡旋齿轴向间隙的密封。通过分析不同位置的密封条所受压差力情况,将密封条的工作状态分为无压差和有压差2种工况,分别建立密封机构的简化力学模型,通过密封条和动涡盘的受力分析,研究弹簧力、压差力和背压气体力3种载荷对密封机构工作过程的影响。结合受力分析结果,从密封槽深度、弹簧位移、背压腔直径等三方面,实现密封机构的结构设计,获得满足密封机构正常工作时的结构参数取值范围,为涡旋齿端面密封机构的设计提供了理论依据。     

激光加工多孔端面机械密封的理论研究

通过建立矩形截面轮廓激光加工多孔端面机械密封的理论分析模型，采用有限元方法求解雷诺方程，研究了不同微孔结构参数及工况参数对密封端面平均压力的影响规律，以能够产生最大端面平均压力为优化目标，指出微孔深径比最优值应不小于0．1，面积密度最优值大约为0．2。该研究方法与结果对多孔端机械密封的设计和使用具有重要意义。