干式气体端面密封性能的有限元分析中形函数的选择

基于二维稳态可压缩气体雷诺方程,采用不同形状函数,编写了计算光滑面螺旋槽干式气体端面密封(S-DGS)端面压力分布的有限元程序。利用计算程序比较了4种形状函数对S-DGS密封性能的计算效率和计算精度的影响,认为三角形单元在满足高计算精度的同时,运算速度也最快。密封性能参数计算值与文献值吻合较好。     

螺旋槽干式气体端面密封性能的数值分析

建立了螺旋槽气体密封(S-DGS)端面内的等温可压缩二维流气体雷诺方程,用有限元法计算了端面压力分布,将压力分布、密封开启力和气膜刚度的计算值与有关文献值进行了比较。分析了密封端面几何参数对密封性能的影响,各几何参数的推荐值可以确保密封在低泄漏量条件下的高刚度值,并据此提出了S-DGS端面几何参数选择的一般原则,对密封结构优化没计具有一定指导意义。     

不同槽型气体端面密封的研究

本文根据雷诺方程，编写了计算不同槽型气体端面密封端面压力分布的有限元程序。利用计算程序分别对三种不同槽型的密封面结构进行了优化，理论研究表明，斜底螺旋槽密封的性能最好，平底螺旋槽次之，但二者差别不大，径向槽密封的性能最差。     

螺旋槽气体端面密封稳定性分析

采用直接数值模拟的方法联立求解螺旋槽气体端面密封的运动方程和动态雷诺方程,结合给定的密封参数条件,得到该螺旋槽气体端面密封的临界转速和临界转动惯量。在干气密封的设计和运行过程中,超过该临界值,系统将因失稳而导致泄漏。     

螺旋槽气体端面密封动力学研究进展

气体端面密封属于非接触机械密封,密封操作的稳定性和可靠性与其动力学特性密切相关,螺旋槽气体端面密封动力学研究一直是该领域研究的热点和难点。综述了国内外气体端面密封动力学的理论及实验研究的发展历程、现状,指出低速气体端面密封动力学方面的理论研究和实验研究将足密封动力学研究的一个重点和方向。     

螺旋槽气体密封的研究

分析了螺旋槽气体密封间隙内的气体运动并建立了雷诺方程，将用有限元素法对该方程求解所得的结果与有关文献中的结论进行了比较；同时，根据对自制螺旋槽密封件进行的试验，分析了螺旋槽运行规律，将得出一些有意义的结论。     

干式气体端面密封的研究现状

非接触式干式气体端面密封(DGS)是一种新型机械密封,在旋转机泵的转轴轴端密封装置中已经得到成功应用.对DGS的研究进展进行了总结,着重介绍了密封性能的理论分析与数值计算方法,端面微槽的优化设计方法,试验研究方法以及考虑端面微尺度效应和滑移流效应基础研究等方面的研究现状.指出在高参数条件下DGS端面的热流固耦合与解耦分析,低速或低压条件下密封的启动与停车性能的准确预测及结构优化是DGS技术未来研究的重点,也是进一步拓广DGS应用领域、提高其工作可靠性的关键.     

表面粗糙度对螺旋槽干式气体密封性能的影响

考虑螺旋槽干式气体端面密封(S-DGS)的表面粗糙度,通过求解可压缩流平均雷诺方程,研究了不同速度条件下密封端面不同区域的各向同性表面粗糙度对密封气膜刚度和泄漏量的影响。结果表明:密封端面各区域表面粗糙度对密封性能的影响规律各不相同,并且转速对表面粗糙度与密封性能的关系产生影响;为满足气体密封具有较高气膜刚度的同时具有较低的泄漏量,同时满足较高的性价比,设计时应选取合适的表面粗糙度值。     

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。     

基于滑移边界的干气密封的数值模拟

根据微小尺度流动的特性,引入滑移边界条件,对干气密封进行了数值模拟,得到了比非滑移边界杀仟布Ⅱ假设流体为层流时更为精确的压力场分布。结果表明,干气密封压力最高的位置处于坝区的迎风面,气体在螺旋槽内的压力由外径向内径逐渐升高,其中在螺旋沟槽和密封坝之间的过渡区存在较大的压力降;滑移边界条件下的模拟结果具有良好的周期性,各个周期的过渡性也更加平滑,与实际情况更加接近。     

不等深螺旋槽干气密封性能的研究

为进一步提高螺旋槽干气密封的密封性能,对螺旋槽的结构做创新性的优化,保持坝区和堰区不变,只改变螺旋槽底部形态,将等深螺旋槽改进成收敛型不等深螺旋槽。通过建立有限元模型,用Matlab软件编程求解出气膜压力分布,对比分析等深槽、收敛型阶梯不等深槽、收敛型锥度不等深槽、发散型阶梯不等深槽和发散型锥面不等深槽5种槽型的密封性能参数。对比分析收敛型阶梯不等深槽不同锥度下的密封参数。结果表明,收敛型阶梯不等深螺旋槽与收敛型锥度不等深螺旋槽具有十分相似的密封性能,但收敛型阶梯不等深螺旋槽具有更好的泄漏量稳定性,且更易加工;0.04°收敛型阶梯不等深螺旋槽干气密封的密封性能最优越,控制泄漏量方面更为突出,并可获得较好的推开效果。     

螺旋槽干气密封性能的ANSYS参数化分析

应用ANSYS参数化设计语言APDL对螺旋槽干气密封装置建立了参数化计算模型,并对模型的三维流场进行了数值分析计算,得出了气流的速度分布和压力分布云图。通过在APDL程序中改变计算模型的几何参数,计算得出了螺旋槽的槽长、槽深、槽间距、螺旋角等设计变量对螺旋槽干气密封性能的影响情况,为螺旋槽干气密封的设计提供了依据。     

旋转对称密封缝隙流场的有限元分析

以推力静压轴承和静压滑环的简化模型－旋转对称盘形密封缝隙为研究对象,深入系统地研究了在变粘度条件下,缝隙流场的数学模型、有限元模型,并编制了有限元分析计算程度,对缝隙流场的速度分布,压力分布,温度（粘度分布）进行分析求解,得出了这些流量的分布规律,为缝隙流场分析计算提供了方法和基础。     

富气压缩机用干气密封的设计和制造

通过数值计算的方法应用涡量-流函数方程、纳维-斯托方程、雷诺方程对密封端面间气膜刚度进行计算,以获得最大的刚漏比和较大的气膜刚度作为优化目标,对影响刚漏比、气膜刚度、承载能力、泄露量的因素进行分析,从而获得最佳的槽型参数,对于干气密封的设计具有一定的指导意义。     

干气密封的选用及失效分析

介绍干气密封的结构及工作原理;基于干气密封的结构类型及使用条件,给出干气密封的选用原则;分析干气密封失效的原因并给出相应的防范措施。干气密封要根据被输送介质的特性、介质的温度和压力范围、干气密封使用环境及密封系统转速等选用。导致干气密封失效主要原因有设计不合理、密封气源质量差、控制系统的故障等,在设计和使用时必须加以注意。     

氢气实际气体对螺旋槽干气密封性能的影响

干气密封常应用于较高的气体压力。在干气密封的研究、设计和应用过程中,一般将气体处理为理想气体。但高压作用下,气体行为明显不同于理想气体。以螺旋槽干气密封应用于氢气为例,采用氢气的实际气体方程对螺旋槽窄槽理论的气膜压力控制方程进行修正,并加以求解,获得了实际气体行为对干气密封的影响规律。结果表明,实际气体行为对密封的泄漏率有明显影响,而对端面气膜压力和端面开启力影响不大。     

螺旋槽气体润滑机械密封低速运转特性--理论研究

通过考虑滑移流与不考虑滑移流两种数学模型，采用有限单元法对螺旋槽气体润滑机械密封低速运转特性进行了较为详细的对比分析。结果表明：在考虑气体密封低速运转特性时，滑移流对密封特性有着十分重要的影响，必需对其加以考虑。并探讨了各种结构参数对密封性能的影响规律，对密封的设计、制造及应用具有一定的指导意义。     

双列燕尾槽干气密封端面流场的数值模拟

从计算流体动力学出发,应用AutoCAD软件建立双列燕尾槽的三维几何模型,使用Gambit软件对从整体模型中切割下来的计算区域进行网格划分,采用Fluent软件对其端面流场进行数值模拟,得到端面压力场的分布规律。结果表明:使用Fluent软件分析干气密封是可行的;燕尾槽干气密封具有较好的动压效应,动压效应主要发生在槽区,且迎风面要好于背风面;在燕尾槽的槽尾处会产生尖角效应,在迎风面和背风面分别增强和消弱动压效应。