高参数机械密封摩擦副油膜流场动力特性

摘要：为了研究高参数机械密封摩擦副油膜流场动力特性以提高密封系统的稳定性,建立了摩擦副油膜流场的三维有限元模型,运用计算流体力学分析软件对油膜流场的压力、转速、摩擦扭矩、承载力和泄露量等进行了数值模拟,分析了机械密封的工作转速、压力与摩擦副油膜流场的压力场、承载能力、摩擦扭矩及泄漏量间的关系及其影响规律．     

基于FMEA的渣浆泵用机械密封失效分析及改进措施

根据某公司近几年渣浆泵用机械密封产品返厂维修真实数据,统计各类密封元件失效导致密封失效的占比情况,并根据渣浆泵用机械密封基本结构及工作原理分析各类密封元件失效机制及表现形式,总结维修处理办法.利用故障模式及后果分析法(FMEA)计算渣浆泵用机械密封各潜在故障模式的风险顺序数(RPN),确定端面变形、温度异常、密封元件磨...     

工况自适应机械密封端面结构设计与试验

机械密封在工况易变的装置或工况调节过程中 ,极易发生摩擦副整体位移或端面分离的失效现象。就密封结构进行分析 ,如果作用在摩擦副上的大气压力与弹簧力方向相反 ,并且存在大气压力大于弹簧力时 ,就可能推开摩擦副的浮动环或推动摩擦副整体位移 ;摩擦副的密封面设计有宽度 ,液体在泄漏方向上有压力差 ,温度升高 ,造成液膜汽化 ,密封面间出现汽液混相或全汽相 ,膜压增大推开密封面。为防止密封面整体分离和位移提出了波纹管机械密封的设计结构 ,给出了密封面刃边形的设计方法     

泵用机械密封端面摩擦因数试验研究

泵用机械密封在运行过程中最常见的现象是端面间的摩擦,端面的摩擦因数是表征摩擦特性的关键参数.从微观角度探讨了机械密封端面摩擦因数与摩擦状态的关系.在自行研制的机械密封计算机辅助试验装置上对泵用GY70型机械密封的端面摩擦因数进行了试验研究.结果表明,随着弹簧比压的增大,摩擦因数增大;当弹簧比压较小时,随着转速的增大,摩擦因数以较快的速度增大,当弹簧比压达到0.0866MPa后,转速对摩擦因数几乎无影响;当转速及弹簧比压都较小时,介质压力对摩擦因数的影响很小,当转速较大或弹簧比压较大时,随着介质压力的增大,摩擦因数减小.     

机械密封端面摩擦副失效分析及解决办法

对聚合釜机械密封系统的工作原理作了简要论述,在此基础上结合化。生产实践较深入地分析了引起机械密封端面摩擦副失效的有关因素,并探讨了相应的解决办法．     

关于机械密封端面摩擦工况研究

械密封工作寿命和密封性能的好坏直接受到机械密封端面摩擦特性的影响,该特性参数的测试是机械密封中的一种关键技术.本文介绍了常用性的性能参数,并探讨了该测试技术,此外还详细的介绍了机械密封端面的摩擦机制,并分析了有关机械密封端面几种摩擦状态,仔细的介绍了干摩擦状态,边界摩擦状态,流体摩擦状态和混合摩擦状态.     

机械密封环温度场及密封腔内流场分析

对机械密封腔内流场和温度场进行了数值模拟。采用了一种更直观、更简便的计算方法 ,分析了在密封运转稳定状态下 ,机械密封环温度场及密封腔内流场的温度、压力分布     

高温油泵波纹管式机械密封故障分析及改进

通过对波纹管式机械密封的端面比压和摩擦副环变形分析，说明了热油泵的密封故障是端面比压过低及静环受轴向力变形而引起的．对密封重新选型并改进了结构，解决了问题     

抗变工况热油泵机械密封研制与开发

热油泵机械密封的泄漏一直是炼油厂关注的重要问题.如何解决机械密封的泄漏,延长机械密封的使用寿命,不仅是影响炼油厂经济效益的重要因素,而且对于该领域的科学研究也至关重要.通过介绍变工况机械密封的理论,研制并开发抗变机械密封,较好的解决了机械密封变工况失效,并与常用防抽空机械密封进行了比较.     

工况自适应机械密封结构设计与试验

石油化工装置泵用机械密封多为正压单一流体膜设计 ,在装置启动或调节过程中 (过渡过程 ) ,密封腔压力将随装置当时操作条件变化而变化。如果装置抽空操作密封腔出现负压改变了机械密封动静环设计使用条件下的力平衡关系 ,摩擦副轴向可能仅受弹簧力和大气压力作用。如果大气压力作用产生的轴向力大于弹簧力会使摩擦副产生轴向位移 ,造成静环辅助密封圈脱离环座 ,诱发密封失效。过渡过程还可能诱发机械密封端面分离 ,原因在于过渡过程中密封腔压力下降 ,介质气化 ,密封配合面间的流体膜发生相变膜压的合力增大 ,推开密封面 ,也可能使气化后的密封面处于干摩擦状态 ,密封失效。为防止摩擦副整体位移 ,提出了利用波纹管有效作用直径同密封面的内外径相协调的设计结构 ,保证大气压力产生的轴向推力始终与弹簧推力同方向。同时 ,进行了理论分析和试验 ,证明结构可行     

脱硫泵机械密封稳态温度场的有限元分析

机械密封温度场研究是热应力分析的基础,是影响机械密封工作寿命与密封性能的主要因素。通过建立密封环有限元模型,提出机械密封动、静环轴对称问题的有限元分析与稳态温度场计算方法,得出了密封环温度分布规律。并对接触面的热流密度、模型与介质的对流换热系数以及热流分配系数等物理量进行了分析。结果显示,温度变化主要集中在靠近内径的接触面附近的局部区域,该区域变形较大,且不利于密封环的散热。     

Frictional heat transfer regularity of the fluid film in mechanical seals

The frictional heat transfer regularity in the mechanical seal system consisting of the rotating ring, the stationary ring, the fluid film in the end faces and the sealed medium was investigated. The primary factors affecting the frictional heat transfer regularity, such as the heat transfer coefficients from the rings to the sealed medium, the frictional heat flux, the frictional heat distribution ratio and so on, were discussed. The equations for calculating the temperature field both in the sealing members and in the fluid film were derived. The coupling analysis of the frictional heat of the fluid film and the thermal deformation of the two end faces of the rings was carried out to obtain the separation angle of the two deformed end faces in consideration of the viscosity change of the fluid film. The results indicate that the frictional heat of the fluid film heavily affects its characteristic and the sealing performance of mechanical seals. The frictional heat changes not only the shape of the gap between the end faces but also the viscosity of the fluid film, and thereupon leads to the increase of the leakage rate. The maximum temperature of the system is at the inner radius of the fluid film, and most of the frictional heat is conducted by the rotating ring. Based on the heat transfer analysis method put forward in this paper, the parameterized design of mechanical seals can be realized to determine the best geometrical parameters and to select the appropriate material of the sealing members.     

ERPN32-200离心泵机械密封失效原因分析

通过对ERPN32-200离心泵机械密封失效原因的分析,发现机械密封的实际密封效果不仅与机械密封自身的性能有关,而且与相关零部件的加工尺寸的精度等级以及维修时的装配质量有着重要的关系,同时针对不同的问题提出了相应的措施,延长了机械密封的使用寿命。     

延长2P209泵机械密封使用寿命的改进措施研究

为了解决化工生产过程输送含有颗粒、易聚合、易沉积介质的离心泵的机械密封易于损坏的问题。以一台实际运行的离心泵为研究对象,通过改进机械密封结构、改变密封室结构、改变机械密封的冲洗方式,强化现场监控管理及细化操作等多项措施对该泵的密封进行改进,最终达到延长此类泵机械密封的使用寿命的效果。     

固井水泥浆水化凝结过程中的温度变化

引用水泥水化热数据建立了水泥浆水化热模型,将具有一定厚度的井眼环状地层 发成轴对称三角环单元,应用热传导问题的有限元法和时域问题的有限差分法,编制了相应软件,实现了水泥浆水化凝结过程中的温度计算和预测。通过对计算结果分析得出,固井水泥浆凝结工是温度变化可划分为三个阶段;影响温度变化的主要因素是地层岩石的热学性质,地层温度,初始温度与单位体积水泥浆量。利用这一方法可以进行注水泥结束之后水泥浆固化过程     

高压干气密封流场数值模拟

干气密封在高温、高压以及各种腐蚀性介质的应用越来越广泛,高压高温给干气密封带来什么影响,人们的认识还不足,特别是理论计算中存在许多问题。我们知道高压工况下,干气密封端面气膜流场的压力和温度变化较大,而介质密度、粘度应是随压力和温度的变化而变化的,特别是气体的密度受压力的影响较大。但以往的传统干气密封数值模拟中,大多是密封介质的密度按照假设温度和压力值选定,并未曾考虑到密封介质物性参数变化对密封性能的影响,因此研究结果难免有些误差。本文提出了高压干气密封流场计算的新方法,考虑了流场和温度场变化对密度的影响。首先使用ANSYS Workbench软件对密封环进行热分析,得到了密封环的温度场分布,并推出端面气膜的温度分布;采用用户自定义函数（UDF）将密封介质N2的密度定义为压力和温度的区间函数,用加载了UDF的Fluent软件对端面气膜流场进行数值模拟计算,通过不断地迭代计算得到端面流场的压力分布和开启力。 分别采用变密度（自定义密度为压力和温度的函数）和定密度（直接将密度设定为定值）两种方法,通过Fluent软件对上述干气密封流场进行了模拟仿真,并进行了网格尺寸在模拟仿真时的无关性验证。对比模拟结果,可以看到变密度方法所得到的计算结果更接近工况实际情况,该算法解决了模拟计算中介质物性参数设置存在的问题,值得借鉴。 研究发现：使用Fluent的UDF功能来描述干气密封端面间隙气体密度的变化是可行的,为更精确地模拟端面间隙流场提供了一种新方法。在高压工况下,压力变化对气体密度影响较大,变密度方法能够更加真实地反映其流场。此外还应考虑温度变化对气体密度的影响。     

渣浆泵内固液两相流动的数值计算与磨损特性分析

为了研究叶片式渣浆泵内部的固液两相流动,以黄河含沙水为工作介质,采用双流体模型对渣浆泵内部颗粒流动进行了数值模拟,根据计算结果,分析研究了固相颗粒的分布与运动规律,揭示了叶轮磨损的主要区域和磨损规律.对固相颗粒在不同浓度下的分布情况进行了数值模拟,分析了初始固相浓度对渣浆泵叶轮和窝壳的磨损影响,模拟结果与试验结论基本相同.     

水泥浆凝结过程的气窜问题

水泥浆在凝结过程,因失重而造成的油、气、水窜问题是影响固井质量的重要因素之一。针对深井,温度高、压力大,油、气、水活跃的特点,从机理研究和现场应用相结合的方法入手,对水泥浆失重、气侵压力的测定,影响因素,防气窜机理和防气窜方法,进行了深入的研究,提出了采用水泥浆阻力变化值、稳定性、失水量以及保证水泥浆凝固过程的压力平衡关系等措施,从而达到防止油、气、水窜的目的。防窜试验表明,研究的６种水泥浆配方,都具有较好的防气窜效果,分别适宜于不同压力梯度井深的要求,其中３Ｓ水泥浆防气窜能力最好。