机械密封温度场的可视化计算

依据有限元的计算原理,推导了用于机械密封温度计算的有限方程,给出了温度场计算中关键参数的确定方法,提出了机械密封温度场可视化计算的方法,编制了机械密封温度场可视化计算软件MFSCAD,并且用于机械密封温度场的计算,该软件通用性强,效率高,是机械密封设计及研究的有力工具。     

机械端面密封计算技术

本文综述了机械密封密封环温度场,密封环变形和密封端面摩擦润滑计算技术的国内外研究现状,介绍了常用的计算方法,并比较了它们的优缺点,指出采用有限元法计算机械密封密封环温度场和变形效果较好,机械密封端面摩擦润滑问题计算的关键是建立合理机械密封摩擦特性模型。     

叶片密封温度场的数值模拟

叶片密封温度场的分布对叶片式液压摆动油缸的稳定运行有重大的影响。基于有限单元法,以摆动液压缸定子叶片密封为研究对象,建立了叶片密封二维平面温度场数值模型,运用MATLAB求解温度场数学的模型。求解获得了叶片密封在摩擦生热和机械滞后生热同时作用下其温度场的分布。数值分析结果表明:在摩擦生热和机械滞后生热两种热源的同时作用下,叶片密封有较高的温度场,温度较高的区域主要集中在叶片密封与转子接触中心区域。     

端面弧形浅槽机械密封温度场及变形研究

利用有限元分析软件ANSYS,采用整体法计算了端面弧形浅槽机械密封的温度场,并在温度场的基础上利用ANSYS生死单元技术分析了其力热耦合变形。研究表明,端面弧形浅槽机械密封较普通机械密封能有效降低密封端面温度及变形锥度值,使密封性能明显改善。     

机械密封温度场的有限元计算法

一、前言就高PV值的机械密封而言,常常会因密封端面之间的摩擦,而产生热裂和热变形,导致机械密封失效。目前,国内外对机械密封温度场作了许多研究。文献[1～3]推导了机械密     

基于ANSYS的机械密封副温度场模拟

机械密封中,密封副端面的温度对整套密封装置的安全性、稳定性起着关键作用,为了模拟实际工况下密封副端面温度场的变化,建立了机械密封副的传热模型,在合理的假设条件下,通过相关计算,确定了动环、静环各自传递的热流率密度、与密封流体的对流传热系数以及冲洗流体的影响等关键参数,最后利用有限元分析软件ANSYS10.0进行了数值计算,得到了密封副温度场的变化规律、最大值及其位置,认为冲洗是降低密封端面温度的一种有效措施,为机械密封方案的设计提供了理论依据。     

机械密封环端面温度场的测试研究

自行设计了一套机械密封端面温度场测试试验台。此试验台采用热电偶测温法，对转速变化和密封压力变化等工况下密封环的温度场进行实验测试，并把实验结果与有限元数值结果进行了对比。结果表明，所采用的测试方法是可行的，实验数据是可靠的。这为合理设计机械密封装置提供了理论依据。     

超高速燃气涡轮泵机械密封的分析与研究

从辅助密封圈的预接触压力和接触压力、机械密封端面静态力平衡分析、摩擦副温度场和应力场分析3个方面,研究了某火箭发射时涡轮泵排气背压的增大对机械密封工作性能的影响,并得出了机械密封满足火箭发射使用要求的结论.     

基于ANSYS的大型艉轴机械密封环温度场理论研究

船舶艉轴机械密封的摩擦副工作时,会产生大量的热量,引起密封端面温度升高,导致密封面不能正常运行。利用有限元分析软件ANSYS11.0计算不同工况下某大型艉轴机械密封环的温度场,得到密封端面温度的变化规律,并讨论影响温度场的几个重要参数,发现艉轴转速及密封介质压力对端面温度影响明显,密封端面温度靠近内径处温度最高,沿径向及轴向逐渐降低。     

液膜润滑非接触式机械密封温度场分析

利用有限元软件ANSYS计算了液膜润滑非接触式机械密封的温度场分布,与同样工况的接触式机械密封进行了对比,并分析了密封材料导热系数、主轴转速、密封介质粘度、液膜厚度等参数对温度场的影响.结果表明:密封材料导热系数、主轴转速对端面温度具有较大影响,而液膜厚度的影响可以忽略.     

双端面机械密封环温度场的有限元分析

利用ANSYS软件对双端面机械密封环温度场进行了分析,考虑双端面机械密封环两侧不同气体泄漏介质的影响,绘出了密封环温度分布云图及等温线图,并分别讨论了主轴转速、润滑油温度发生变化时对密封环端面温度场的影响。结果表明,密封环端面内径处温度最高;静环换热效果较动环差;密封环周围主要是通过润滑油的换热,而与气体换热量较小。     

基于ANSYS的高压机械密封温度场理论研究

根据热平衡方程推导出高压机械密封中的温升计算公式,并建立了机械密封件温度场的有限元模型,利用ANSYS分析软件求解密封环内部各节点的温度。根据温度场分布图,对影响密封环热影响的主要因素进行了讨论。结果表明:密封端面温度最高且靠近内径方向,应通过改善散热和加强冷却防止因摩擦热使正常压力下的液膜流体达到沸点并汽化;密封介质压力、密封端面的平均直径和转速的增加都会使摩擦热增加,从而使密封端面温度升高;不同密封介质的摩擦因数和传热系数会造成不同的温升;导热率越高扩散热量也就越多,选择导热率高的密封材料能有效地降低密封环温度。     

橡胶油封摩擦生热数值模拟与实验验证*

将橡胶油封使用中涉及的材料非线性、几何非线性和接触非线性考虑到轴对称有限元模型中,采用力场-温度场耦合的方法对油封与高速旋转轴之间的摩擦生热问题进行数值模拟,并与油封工装试验结果和红外成像仪测量的温度进行比较。模拟得到的油封摩擦扭矩和唇口温度与试验结果吻合很好,表明采用力场-温度场耦合方法可以预测油封的抱轴力和摩擦扭矩,以及稳态下的摩擦生热温度场,这为类似旋转密封件摩擦生热问题的仿真分析提供一种有效途径。     

高温热油泵机械密封的热特性数值分析

针对高温热油泵机械密封的失效问题,研究其在不同工况和结构参数下的热特性。通过ANSYS建立由机械密封动环、静环和静环座组成的三维热-结构耦合模型,并使用MATLAB计算端面热流密度插值函数;采用UDF函数对插值函数进行加载,求出每一个单元的热流密度,进而分析高温热油泵机械密封在不同转速、材料和相关结构参数下的传热特性和端面温升。分析结果表明：高温热油泵机械密封运转过程中,接触端面处温度最高;端面热量主要是通过动环传导出去,改变O形圈的支撑位置可以优化端面温升;随着端面宽度的增加及载荷系数的增大,端面温升均增大;机械密封在稳态运转的情况下,端面不会发生相变。     

基于Pro/E平台下的机械密封热变形分析

利用Pro/E的热力学分析对机械密封的动环进行有限元分析,通过对密封环摩擦热、搅拌热等因素的分析计算,分析密封环端面温度对密封环结构变形的影响。结果表明:内流式机械密封端面温度径向呈近似抛物线分布;密封环内的温度梯度使密封环产生热变形,导致形成圆锥型的端面;热变形会使密封环产生内应力。     

碳纤维陶瓷基复合材料用于密封摩擦副的温度场研究

机械密封摩擦副材料的选择对密封的性能有很大的影响。碳纤维陶瓷基复合材料作为新兴复合材料,具有耐腐蚀性能优异、机械强度高、耐热性和热传导性能良好等特点,是机械密封副配对材料的很好选择。选用碳纤维陶瓷基复合材料作为机械密封摩擦副材料,用数值模拟方法得到其机械密封摩擦副间温度场的模拟值,并通过实验验证数值模拟的准确性。碳纤维陶瓷基复合材料应用于机械密封摩擦副时,密封在降低温升、减少泄漏及减少摩擦磨损方面改良效果明显。     

反应器外循环泵机械密封失效分析及改造

分析某装置反应器循环泵机械密封频繁泄漏量及端面温度高的原因。指出介质端密封载荷系数选择不当,导致密封端面比压偏小,是介质侧密封失效的主要原因;泵送环输送能力低,循环隔离液不能有效将密封摩擦热传递出去是导致大气侧端面温度高过高的主要原因。通过调整载荷系数和提高机械密封泵送能力,密封改造后使用寿命大幅提高,解决了循环泵机械密封频繁泄漏的问题。     

波度端面机械密封温度场的有限元分析

考虑波度密封端面的粘性生热和润滑液膜与密封环之间的热作用,建立了包括密封环和液膜在内的流固热耦合模型,采用流线迎风有限单元法求解了雷诺方程、热传导方程和能量方程,研究了液膜膜厚、波数、波幅、坝宽比、转速及密封压力等参数对密封环温度场和液膜温度场的分布规律的影响。结果表明:波度对密封端面起到了冷却作用;密封环和液膜温度随着膜厚、波幅增大而降低,随转速、坝宽比增大而升高,波数和密封压力对温度的影响不大。     

渣浆泵双端面机械密封密封环热力耦合分析

针对磷酸厂渣浆泵机械密封因端面变形而导致的使用寿命缩短问题,以渣浆泵背对背型双端面机械密封密封环为研究对象,采用整体法,根据实际工况建立密封环热力耦合三维计算模型,研究密封环温度场分布及端面变形情况,分析不同工况下密封环热力变形对机械密封正常工作的影响。结果表明：密封环最高温度出现在静环内侧,且温度沿径向朝静环外侧逐渐降低;环境温度对密封环热力变形有显著影响,高温环境下机械密封更容易失效;密封端面受到热力耦合的影响,从平行面变为收敛面,造成密封面迅速磨损,泄漏量增大;根据端面变形形状,可考虑将该机械密封改造为非接触式机械密封,从而提高使用寿命。     

机械密封端面温度近似解析计算的新方法

常见的机械密封端面温度近似解析法均将静环表面作为绝热边界处理,未考虑热量从静环上的传递,计算结果存在误差.根据明确定义的热传导角,考虑热量在机械密封动静环端面的分配,建立混合摩擦状况及全液体润滑状况下机械密封端面温度计算模型,获得一种更合理地确定机械密封环端面温度分布的近似解析方法.与常见的其他近似解析方法相比,该方法概念明确、计算简洁,计算结果更接近实际.分析端面温度分布的影响因素及其影响规律,结果表明角速度、导热系数比、努赛尔数、微凸体接触的当量压力对端面温度分布有明显影响.