高速动压密封的气液两相性能对比分析和试验

为明确气相介质和液相介质分别对高速流体动压密封性能的影响,进行两种相态的密封性能对比分析与试验研究.分别建立动压密封端面流体域的气相和液相数值分析模型,分析转速、压差、槽深、槽数、槽坝比等操作参数和端面结构参数对动压密封气相和液相的泄漏量、开启力等性能的影响.自主研制动压密封试验装置,进行变转速、变压差和密封端面磨损试验,得出了转速、压差等操作参数对密封气相泄漏率、液相泄漏率和端面磨损率的影响.数值模拟和试验研究结果表明:相同的转速和压力时,液相密封开启力和泄漏量都比气相密封更大;不同结构参数下,气相和液相密封开启力均有极大值,气相密封和液相密封开启力达到极大值的最优结构参数有所不同,液相密封的最优槽坝比、最优槽数较气相密封小,液相密封开启转速较气相密封低,说明液相动压密封比气相动压密封更容易开启;低速时密封端面磨损较严重,高速时密封端面几乎无磨损,动压密封更适合在高速工况下运行.     

径向直线槽液体机械密封端面间压力分布的数值计算

端面开槽机械密封是为适应高参数工况和追求长寿命而开发的一种新型密封,而径向直线槽机械密封具有可正反旋转的特性,受到密封研究者的重视。本文用有限差分数值方法研究了该类机械密封用于液相时端面间的压力分布．发现端面的压力分布沿径向和周向均有变化,属于两维压力分布问题,并指出径向直线槽能产生足够的流体动、静压力而实现端面的非接触。     

动压式机械密封技术及相关问题研究

流体动压机械密封和流体静压机械密封都是非接触式机械密封。流体动压密封是利用流体动压效应产生流体动压承载能力,使密封面完全分开的密封,其理论基础仍然是雷诺方程。在流体动压密封中摩擦副表面的分离和承受挤压载荷是靠流体在摩擦力作用下从间隙收敛部分压出产生作用力来实现的。收敛间隙是通过在密封面上开槽、开口或台阶来产生的。这些槽的轴向深度与密封面流体膜处在同一量级,为m量级。     

径向直线槽气体机械密封端面间压力分布的数值计算

端面开槽机械密封是为适应高参数工况和追求长寿命而开发的一种新型密封,而径向直线槽机械密封具有能可正反向旋转的特性,受到密封研究者的重视．本文用有限差分数值方法研究了该类机械密封用于气相时端面间的压力分布,发现端面的压力分布沿径向和周向均有变化,属于两维压力分布问题．并指出径向直线槽能产生足够的流体动压力而实现端面的非接触．     

深海带电插拔连接器力学特性分析

以水下7 000 m工况的深海带电插拔连接器为研究对象,旨在获得湿插拔连接器在深海双重高压下的受力特性和插拔过程中的动密封性能。介绍连接器的插头结构与压力补偿技术;推导压力补偿器工作容积的计算公式;运用Ansys Workbench建立插头内壳体组件与插孔组件的动密封有限元模型,对内壳体、压力平衡膜及内胆进行强度计算;分析由连接器插拔引起的平衡膜内外瞬时压差对膜的应力分布及变形情况;讨论密封件径向压缩量、密封接触面摩擦因数、插拔速度对插拔过程中动密封性能的影响。结果表明:插头插合时,平衡膜外表面应力基本不变,其变形减小;拔出时,平衡膜外表面的应力及变形都逐渐增大。密封件之间的接触压力受密封接触面过盈配合量的影响明显,增大过盈配合量可显著提高动密封区域的接触压力及密封性能,同时也会加剧密封件失效的可能性,密封接触面的摩擦因数、插拔速度对接触压力的影响则较小。     

深海带电插拔连接器力学特性分析

以水下7 000 m工况的深海带电插拔连接器为研究对象,旨在获得湿插拔连接器在深海双重高压下的受力特性和插拔过程中的动密封性能。介绍连接器的插头结构与压力补偿技术;推导压力补偿器工作容积的计算公式;运用Ansys Workbench建立插头内壳体组件与插孔组件的动密封有限元模型,对内壳体、压力平衡膜及内胆进行强度计算;分析由连接器插拔引起的平衡膜内外瞬时压差对膜的应力分布及变形情况;讨论密封件径向压缩量、密封接触面摩擦因数、插拔速度对插拔过程中动密封性能的影响。结果表明:插头插合时,平衡膜外表面应力基本不变,其变形减小;拔出时,平衡膜外表面的应力及变形都逐渐增大。密封件之间的接触压力受密封接触面过盈配合量的影响明显,增大过盈配合量可显著提高动密封区域的接触压力及密封性能,同时也会加剧密封件失效的可能性,密封接触面的摩擦因数、插拔速度对接触压力的影响则较小。     

盖封密封磨损-热-应力耦合模拟与优化设计

在无油润滑工况下,密封面磨损是导致密封件性能降低及寿命丧失的关键因素. 结合有限元技术,基于修正的Archard磨损模型,建立盖封（CL）密封过程中密封件和活塞杆间的磨损-热-应力耦合数值模拟方法,分析磨损过程中密封件性能与寿命的变化规律及介质压力对密封特性的影响;基于所建立的仿真模型,采用正交试验设计法,以密封件密封面上最大接触压力降幅最小及密封件寿命最长作为优化目标,对CL密封中C形密封圈关键结构参数进行优化设计,得到最优组合方案;利用斯特林发动机活塞杆密封性能试验平台对数值模拟方法进行验证,并对磨损后CL密封接触面磨损状况进行测量,检测结果与仿真模拟结果较为一致,优化后密封件密封性能及使用寿命得到了提高.     

压裂泵柱塞密封副润滑机理研究

提高压裂泵柱塞寿命是压裂过程中的重要问题。为了解决这一问题,用流体动压润滑理论的观点,研究了ＯＰＩ－１８００ＡＷＳ型三缸压裂泵柱塞密封副在强制性全损式润滑下的润滑机理（即摩擦界面油膜形成的原因）,并建立了摩擦界面间最小油膜厚度的计算公式。研究表明,在压裂泵的排出和吸入行程,均能满足流体动压润滑的条件,亦即在柱塞与密封界面上能形成并保持一厚度为的平行油膜润滑密封,从而达到减小摩擦提高寿命的目的。说明在压裂泵的操作使用中,强制润滑是至关重要的。     

斯特林机帽式密封性能分析及回归参数优化设计

为改善斯特林机活塞杆帽式密封性能,首先采用数值仿真分析了5 MPa工质压力下其静、动态力学特性,从而获取了O型圈内径尺寸LN、C型环径向壁厚T和装配过盈量S三个关键结构参数对密封性能的影响规律,在此基础上,再利用回归设计法以配伍面最大接触压力平稳且密封可靠为优化目标,对密封结构的上述三个关键参数进行优化设计以确定其最佳匹配方案,最后通过密封试验台验证了本文优化设计方法的准确性和普适性。结果表明：活塞杆与C型环密封面中间区域上最大接触压力随LN和S的增大而增大,但随T的增大而减小;通过估计回归系数和方差分析（ANOVA）发现,LN对密封性能影响最为显著、S次之、T影响最小;LN和T、LN和S交互项对响应显著,而T和S交互项对响应不显著;当LN为13.745 mm、T为0.40 mm和S为0.020 mm时,优化密封件对应的正行程最大接触压力为9.01 MPa、回程为9.75 MPa,较工程在用密封件（LN=13.78 mm、T=0.5 mm、S=0 mm）最大接触压力分别降低了14.7%和25.5%;实验进一步验证了优化密封件的密封性能和使用寿命均优于工程在用密封件,并且在不同工质压力下优化密封件的接触压力均匀性更好,减摩延寿效果明显,充分证明本文性能分析与优化设计方法准确有效。     

机械密封的基本结构与工作原理及基本参数研究

随着现代工业的迅速发展,机械密封也越来越受到人们的关注,成为重要的研究课题之一。对实际生产中的一些高参数工况而言,传统的机械密封磨损严重、寿命较短,而动压式机械密封则能保证设备在高参数下长时间连续运转。因此对于高参数密封而言,采用动压式机械密封是一种极为有效的措施。但是从公开发表的文献和相关的研究资料来看,在动压式机械密封摩擦特性的研究上,至今还没有比较完善的理论体系,并且缺乏相关实验对现有理论进行验证和补充。     

SVZ2500A型自动包装机传动原理及运动分析

SVZ2500A型制袋、充填、封口自动包装机是德国Bosch公司于93年推向市场的产品。对该机的传动原理及运动进行分析，将有助于改善我国包装机械落后的现状。     

磁性流体多极－多级密封

分析了磁性流体多级密封中存在的问题，提出了实现高压差密封的方法，对多极－多级密封的特性进行了分析，提出了控制压差形成的方法，进一步提高了密封压差，密封压差达到２．５ＭＰａ。     

离心压缩机主轴密封的比较分析

为了合理地选用离心压缩机主轴密封,以防止有害气体沿轴向泄漏到大气中,本文对离心压缩机主轴常见的迷宫密封、浮环密封、接触式机械密封、干气密封进行了对比分析。迷宫密封泄漏量较大,且只能适应压力较低的场合,一般不单独使用;浮环密封和接触式机械密封需要密封油及油液控制系统,其控制系统复杂、维护费用高、污染严重、能耗较大、稳定性较低;干气密封是一种气体润滑非接触式端面密封,泄漏量少,运行成本低,对介质和环境污染少,寿命长。因此,干气密封是目前离心压缩机主轴密封的最佳密封形式。通过使用干气密封,可大大降低企业的生产成本,减少对介质气体和环境的污染。     

油膜轴承的密封及密封结构的改进

介绍了＂X＂型密封的原理和改进后的＂DF＂型密封的特点、原理。在＂X＂型密封的基础上针对密封唇口,密封盖与密封唇口的接触平面的改进,加强了密封的封油作用;另外还增设了水封,增强了密封的封水功能。在密封结构上采取的种种改进措施,提高了密封的使用寿命,取得了更好的密封效果。     

GBW止水材料的性能及其应用研究

GBW遇水膨胀止水条是一种新型腻子型柔性嵌缝止水材料,可有效地解决混凝土结构的接缝止水问题.在涵闸改建过程中进行止水更换时,采用该止水材料具有施工简单、快速、干扰少、投资省、止水效果好等显著优点.尤其当洞节之间已发生较大不均匀沉陷时,采用GBW止水条不需要破坏原涵洞内壁结构,并使涵洞内壁变得平顺,具有桥型橡皮止水不可替代的优越性.     

灌注泵轴封的探讨

在分析国内现用灌注泵轴封采用填料密封时失效的主要原因后,提出了改进措施,供设计、制造和使用时参考。     

容克式空气预热器漏风率偏大原因分析及综合治理

以某发电厂3#锅炉空气预热器为例,分析容克式空气预热器漏风率偏大的原因,根据运行过程中发现的问题,提出容克式空气预热器密封系统的改造方案,并对改造存在的问题进行探讨。     

组合式软填料在水泵上的试验研究

石油化工行业设备的跑、冒、滴、漏严重影响了企业的正常运行。这使填料密封在工业生产中得到广泛的应用，为了更好地解决石化行业常用的设备水泵的密封问题，提出了组合式软填料在水泵上运用的设计思想，并通过组合软填料在水泵上的应用试验，设计了可行的填料密封结构，对组合软填料在水泵上的成功运用进行的实验表明：可大大降低生产成本，防止环境污染，有一定的应用价值。     

超超临界汽轮机汽封漏汽流动特性的数值模拟研究

利用ANSYS软件对梳齿型、侧齿型和蜂窝型汽封的内部气体流动特性进行数值模拟分析,其结果表明:在相同的特征尺寸和边界条件下,梳齿型汽封出口压力最高,蜂窝型汽封出口压力最低。在梳齿型汽封中,气流在汽封齿与凸台之间形成的蒸汽室内将产生漩涡;侧齿汽封由于增加了侧齿,产生的漩涡强度将增大;蜂窝汽封在每个小蜂窝中将产生漩涡,漩涡强度最小,节流效果最明显。蜂窝式汽封的漏汽量最小,梳齿型汽封漏汽量最大。当出口压力相同、入口压力不同时,随着入口压力的增加,3种汽封的漏汽量也随之增加;当出、入口压力相同时,随着汽封段长度的增加,3种汽封的漏汽量均减小。