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。     

径向直线槽液体机械密封性能的计算分析

本文计算分析了影响径向直线槽液体机械密封性能的因素,着重探讨了结构设计参数对密封的泄漏率、开启力和槽坝交界处液体压力的影响,发现非槽区膜厚和槽深对它们的影响最为显著;还分析了槽深对液体膜刚度的影响,发现刚度随槽深的增加而迅速降低,说明槽较深时,其动压效果已不明显,此时槽主要产生流体静压的作用。     

不同槽型对径向直线槽液体机械密封性能的影响

本文计算分析了不同槽型对径向直线槽液体机械密封性进的影响,重点探讨了在不同边界压力、不同转速条件下,槽型对该类机械密封的开启力和刚度的影响。发现圆底平顶槽具有最大的开启力和液膜刚度。     

焊接金属波纹管机械密封端面径向振动特性研究

焊接金属波纹管机械密封是轴类密封的重要类型之一,而密封端面振动特性是泄漏量和端面磨损的关键影响因素。由于目前针对焊接金属波纹管机械密封端面振动位移相关理论研究较少且没有具体分析各工作参数对端面振动的影响。首先,作者建立了端面密封环的几何模型和极坐标下端面所受表面压力以及分布力矩的数学模型;采用圆环理论和数值分析方法,推导出受谐波形式载荷条件下端面振动位移的求解公式。然后,利用MATLAB求解出密封端面在不同工况条件下轴向振动和径向振动位移特解。发现在相同的工况条件下径向振动位移均大于轴向振动位移。最后,设计了径向振动试验,利用电涡流传感器测量密封端面径向振动位移,分别探究了介质压力、工作转速、载荷系数和压缩量对径向振动位移的影响。结果表明：工作转速和压缩量对径向振动位移影响较大,介质压力和载荷系数对径向振动位移影响趋势相同。径向振动位移随着转速的增大而急剧增大;随着压缩量的增加先缓慢增大后迅速增大;随着介质压力的升高、载荷系数的增大,径向振动位移先减小后增大。对比理论计算和试验结果,验证了密封端面振动位移数学模型的正确性。优选出合理的工作参数范围为：介质压力为0.4～1.4 MPa,工作转速为1 500～2 500 r/min,载荷系数K为0.60～0.75,压缩量为4～6 mm。     

液体润滑螺旋槽机械密封性能的数值分析

采用有了差分数值计算方法,求解螺旋槽液体润滑的雷诺方程,获得了液体润滑螺旋槽机械密封端面的液膜二维压力分布,并计算了分析操作参数和结构参数对密封端面开启力和液膜刚度的影响。     

机械密封端面间流体膜的刚度及阻尼系数

作者借助刚度和阻尼的定义，将其引入到由于流体动力效应产生的机械密封密封端面间的流体膜中，通过适当的数学运算并结合要诺方程导出了示流体膜刚度和阻尼的微分方程。     

干气密封的流动数值模拟

在探讨干气密封工作原理的基础上提出了利用流动数值模拟进行干气密封端面设计的一种新方法，即选用三维的纳维一斯托克斯方程作为控制方程，用改进的压力偶联方程组半隐式方法(SIMPLER算法)对方程组进行离散，对干气密封摩擦副之间的气体流动进行了数值模拟。利用该方法不仅求得了计算域内的压力分布，而且还求得了速度分布。计算结果表明，干气密封的开槽区域的密封堰对气体产生泵送作用，增大了密封槽内气体的压力，大大增强了干气密封的开启效应，而密封坝对气体流动起到节制作用。对计算结果进行分析，求得了干气密封的工作点和泄漏量，计算泄漏量与实测值很吻合，相对误差不超过10％，与常用的二维计算方法相比，可得到更为精确的结果，为进行干气密封端面二维、三维沟槽结构的优化设计提供了正确、可靠的理论依据。     

机械密封端面摩擦扭矩测量方法的研究

对于机械密封来说,它是一种十分有效的防漏措施,如果其端面出现因摩擦受损,将直接影响到轴功率,因此,怎样做好机械密封断面摩擦扭矩测量就显得异常重要,近年来,人们逐渐加大了端面比压与材料的控制,希望通过这种方式减少摩擦损耗,只有这样才能延长其运行时间.基于此,本文将从机械密封摩擦扭矩基本情况入手,重点研究与之相关的测量方法.     

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.     

机械密封混合摩擦微极流场数值模拟

机械密封混合摩擦求解涉及到弹性变形和流体动力润滑之间多物理量的流固耦合作用,计算难度较大,没有现成的商业软件可直接解决这个问题,因此采用C语言编程计算。考虑微极流体效应构建了混合摩擦的力学和数学模型,并利用有限差分法进行数值求解,获得了不同微极参数下内部流场的压力分布及机械密封泄漏量数值。计算结果表明,微极参数耦合数和特征长度的增加将使液膜的压力增大,从而减小内外压差使泄漏量下降,保证了密封的可靠性。     

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．     

机械密封端面比压影响因素分析

介绍了端面比压对机械密封的重要影响。通过对动环力的分析,推导出了机械密封端面比压的公式,具体讨论了影响端面比压的各种因素及其相互关系,并给出了端面比压的选用原则。结果表明,端面比压太大或者太小都不利于机械密封的正常有效运行。掌握不同参数对端面比压的作用机理以及选取原则,就可以减少端面比压设计选取的盲目性,从而确保机械密封在设计过程中的准确性。     

倾斜菱形孔端面密封的性能研究

基于流体润滑理论模型,采用数值模拟的方法分析几何参数和操作参数对机械密封泄漏率、液膜刚 度和开启力的影响规律,探讨倾斜菱形孔上、下游泵送效应对密封性能的影响机理。结果表明,双向倾斜菱形孔织 构端面能够使机械密封的动压效应显著增强,泄漏率明显降低及液膜稳定性更可靠;在较低转速时,双向倾斜菱形 孔织构可使密封端面迅速打开,能够有效减少启动时两端面间的摩擦和磨损,同时还能降低倾斜菱形孔织构密封的 泄漏率;在研究的工况条件下,非倾斜菱形孔织构密封的液膜稳定性(即变工况自适应能力)在三者(即双向、单向与 非倾斜菱形孔织构密封)中是最佳的;并得到了倾斜菱形孔端面密封的反向开孔比、孔倾角、面积比和孔深等几何参 数的优化取值范围。     

具径向有序微造型的枞树型槽干气密封性能分析

为进一步提升双向旋转干气密封的密封性能,本文设计了一种在流体动压型槽槽底开设径向有序微造型的枞树型槽干气密封。基于气体润滑理论,建立三维润滑气膜模型,采用Fluent软件进行流体仿真,对不同结构和工况参数下有无微造型的流体型槽端面密封性能参数(开启力F_o和压漏比F_o/Q)进行对比分析。研究结果表明：径向有序微造型设计在低速时具有良好的开启性能提升作用,有助于改善启停阶段的端面磨损问题,在小槽深高转速时还可以较大幅提升F_o/Q;有序微造型的存在可以减小气流振荡,提高了运行的稳定性;微造型宽间比B_m/C_m=1时的密封性能最好;膜厚δ=2μm时,微造型深度e取1~1.3μm,可使激光开槽效率最高且兼具优良密封性能;微造型设计在进出口压差(?p)较大时能够更有效地提升F_o和F_o/Q;有序微造型的存在几乎不影响δ、h_g、N和?p对枞树型槽干气密封作用效果的总体规律。     

螺旋槽干气密封润滑气膜摩擦系数的规律探寻

高参数工况下的气膜摩擦力对干气密封性能的影响不可忽视。基于密封系统和动静环的结构特点,建立了润滑气膜计算域模型,使用ICEM划分网格,采用Fluent软件数值模拟获得气膜压力分布和速度分布,最后通过牛顿内摩擦定律计算得到润滑气膜摩擦系数。结果表明,槽型参数不变,润滑气膜摩擦系数随转速的增大而增大,随介质压力及平均气膜厚度的增大而减小;工况参数不变,气膜摩擦系数随根径的增大而增大,随槽数及槽深的增大而减小,且在75°~76°螺旋角范围内较为稳定。