釜用静压干气密封气膜刚度的数值模拟

应用SolidWorks软件建立了6种不同膜厚下的静压干气密封三维几何模型。在确定的工况下,运用Fluent软件对6种不同气膜厚度下的静压圆弧槽干气密封内部的微间隙三维流场进行了数值模拟,得到6种流场的压力分布。计算得到不同气膜下的开启力,再利用最小二乘法原理拟合得到气膜开启力关于气膜厚度的函数多项式,通过对气膜厚度进行求导得到气膜刚度与气膜厚度的函数多项式。计算结果表明,气膜刚度随着气膜厚度的增大而减小,为了使静压干气密封稳定工作,端面气膜需要产生足够大的刚度。     

螺旋槽机械密封性能影响因素的解析法分析

端面开有螺旋槽的机械密封能有效地解决普通接触式机械密封端面摩擦和磨损严重等问题 ,研究影响螺旋槽机械密封性能的结构因素和操作因素对设计和应用该类密封具有重要意义。鉴于此 ,运用解析方法分析了影响端面外侧开有螺旋槽的泵入式机械密封性能的操作因素和结构因素 ,并与相应的内侧开槽泵出式密封环进行比较。结果发现 ,边界压力、介质粘度、轴转速、非槽区液膜厚度等操作参数对密封性能有重要影响 ;开槽深度和螺旋角等结构参数对密封性能也有重要影响。在同样条件下 ,外开槽泵入式密封环的开启力和液膜刚度大于内开槽泵出式密封环的开启力和液膜刚度。     

基于正交试验的机械密封螺旋槽参数优化研究

离心泵机械密封在运行过程中易发生端面空化,从而影响设备运行的可靠性和稳定性.为了研究螺旋槽端面空化对机械密封性能的影响,以泄漏量Q、开启力F作为优化目标,以槽深h、槽径比β、螺旋角θ、槽数n及槽位系数λ为变量,建立正交试验表,采用CFD方法进行密封膜流场数值模拟.研究结果表明:λ对开启力及泄漏量的影响显著,n次之;当λ...     

上游泵送+螺旋阻塞+唇片组合式机械密封设计

上游泵送机械密封是全液膜非接触式机械密封,近年来在化工流体输送中得到推广应用。与传统接触式密封相比,流体动压产生的效应使上游泵送机械密封端面形成全液膜,液膜压力高于介质压力,实现用低压流体阻封高压流体。上游泵送机械密封高速旋转时,端面开启,处于非接触状态,可极大提高机械密封的使用寿命,实现被密封高黏度介质的零泄漏。为满足高黏度浆料介质的密封需求,以上游泵送机械密封代替普通接触式密封作为主密封,以螺旋阻塞及唇片密封作为副密封,设计了一种组合式机械密封。介绍了组合式机械密封的结构特点、设计参数,计算了组合式机械密封的泄漏量,并通过运转试验进行验证。设计的组合式双端面机械密封在某ABS胶乳装置中得到应用,密封效果良好。     

压力致周向波度宽压力适用范围机械密封的数值模拟

对一种新型压力致周向波度宽压力适用范围机械密封在不同工况下的性能进行了数值模拟,对其在高压下的变形进行了分析。采用Fluent软件中的RNGk-ε湍流模型,得到了密封端面间流场的压力分布、开启力和泄漏量,并与其他类型的密封进行了对比。数值模拟的结果显示,该种新型密封能够在高压下提供足够的开启力和低压下较小的泄漏量。此结果对用于较宽压力范围变化的密封开发提供了一种新的思维。     

焊接金属波纹管密封端面流固耦合参数分析

介绍了焊接金属波纹管机械密封端面流固耦合分析所需的理论基础和方法。对液膜压力、端面接触力以及力变形进行理论计算。在DM Geometry中进行建模,利用ICEM划分液膜流体网格并设定边界条件,并调入FLUENT与ANSYS中,解得压力场分布、转速与端面平均压力,介质压力与端面平均流速,介质压力与端面平均压力以及泄漏量与转速、介质压力等关系图并进行分析。为密封端面的流固耦合分析提供了一种研究思路,对焊接金属波纹管机械密封的进一步研究起到一定参考作用。     

变工况时气液两相机械密封端面动压实验分析

在理论分析变工况时机械密封动环密封圈摩擦力和比压的变化 ,以及端面轴向力平衡变化的基础上 ,采用 1GX70非平衡型机械密封 ,在实验室模拟变工况条件下开展了气液两相机械密封端面动压实验。实验结果表明 ,变工况时处于气液两相的机械密封 ,因端面间液膜闪蒸而导致端面开启 ,动、静环不再平行 ,动环密封圈摩擦力增大 ,动环追随性遭破坏致使密封失效 ;机械密封的动压膜压沿收敛间隙呈正弦分布 ,计算变工况密封开启力时不但要考虑密封端面闪蒸造成沸腾区压力的影响 ,还要考虑动压的影响     

管道快速连接器金属密封环密封性能研究

海洋管道中卡箍式快速连接器采用金属与金属的硬密封,然而有关快速连接器金属密封环密封性能的相关仿真和分析还不够完善。为此,基于弹塑性本构模型,利用ABAQUS软件建立了管道快速连接器的关键密封结构的二维轴对称有限元模型,分析了其密封建立过程,以及材料屈服强度和几何参数对金属密封环密封性能的影响。研究结果表明:金属密封环的接触正压力随着载荷增加呈双线性增大,密封区域由线性密封过渡到面密封;金属密封环线密封比压随屈服强度提高而增加,当屈服强度达到一定值后,将不再对线密封比压产生显著影响;密封接触宽度随屈服强度增大而减小,应选择合适屈服强度的金属材料;线密封比压随着金属密封环厚度、角度差和间隙的增加而逐渐增大,其中间隙影响最大,密封环厚度的影响较小,调节安装间隙可使密封环达到良好的密封状态。研究结果可为海洋管道快速连接器金属密封环的选用和设计提供理论依据。     

双列反向螺旋槽上游泵送密封性能实验研究

利用中低速泵用密封实验装置,在变工况下,对双列反向螺旋槽上游泵送密封的性能进行了实验研究。得到了密封端面液膜压力、液膜厚度、端面温升等重要参数。分析了变工况下密封端面间液膜压力、液膜厚度随转速的变化规律,并测量了不同介质压力下密封端面的温升。实验结果表明,双列反向螺旋槽上游泵送密封在压力、转速变化的条件下能实现非接触运转,保证端面处于流体润滑状态,具有较强的抗干扰能力,完全适应变工况操作条件。     

气分装置丙烯塔回流泵机封泄漏原因及改进措施

将气分装置丙烯塔回流泵机械密封拆卸后检查各密封泄漏通道,发现动环磨损严重,初步断定是由于端面比压过大造成密封失效的.端面比压是决定端面存在液膜的重要条件,不宜过大,以避免液膜蒸发和磨损加剧.造成端面比压大的原因有以下几种情况:安装动环时,弹簧压缩量过大,导致摩擦副急剧磨损,瞬间烧损;过度的压缩使弹簧失去调节动环端面的能力,使密封失效;冲洗液压力不稳定,压力过高引起端面比压增加,结构设计不合理.基于以上原因,采取的改进措施是调整平衡直径,减小载荷系数,使其端面比压在合理范围内;将平衡直径调整为106.9 mm时,计算端面比压为0.35 MPa,达到标准要求.     

涡轮钻具密封环温度场有限元分析

为保证涡轮钻具储油金属密封环稳定可靠地长期工作和为选择高品质的耐温密封材料及采取控温措施提供依据,必须掌握密封环各部分的温度分布情况和主要影响因素。在合理假设条件下,利用ANSYS11.0有限元程序对涡轮钻具储油密封环稳态温度场进行了数值计算,得到了密封环在井下高温环境下的温度分布云图及等温线图,并讨论了几个重要参数对密封环温度场的影响。结果表明,密封环端面温度最高点靠近内径处;密封环内的温度随轴向尺寸增加而逐渐降低,这与密封环的导热系数和其与周围介质对流换热情况有关;密封端面温度与主轴转速和密封端面平均直径近似呈线性关系;对于在高温条件下使用的密封环,为避免引起较大的热变形或热裂现象,应选用导热系数较大的密封材料来降低端面温度。      

渣油泵波纹管密封泄漏分析及解决对策

为了解决渣油泵波纹管机械密封泄漏的问题,检查了操作方法,简单计算了密封端面比压、温度,诊断了失效的密封元件,分析了泵体抽空和波纹管压缩量增大的原因。通过改进密封辅助系统蒸汽背冷方式,改善密封面的散热程度和冷却效果,降低密封端面的温度,使密封端面处在合理的温度范围。改进机械密封元件,增加传动轴套固定环的厚度,更换防退螺钉,保证了机械密封轴套的有效传动,从而解决了波纹管密封泄漏的问题。实际应用结果表明：保证轴套的有效传动和合理控制波纹管密封的端面温度,可以很好地解决渣油泵金属波纹管密封泄漏的问题。     

机械密封端面比压计算公式之探讨

端面密封比压力的精确计算,涉及机械结构、操作条件、流体力学特征等复杂因素。目前广泛应用的端面密封比压力计算公式系忽略了多种因素后的近似简化公式。本文作者考虑了密封面间存在的液膜反力的影响,提出了相应的分析式,比较精确地反映了端面密封中比压的机理,可供有关方面在分析、研究端面密封时参考。但本文提供的比压力计算方法由子引入了泄漏量作为计算基准,故在实用上尚有一定难点,有待于进一步在实践中探讨完善     

水下全电采油树生产阀门及执行机构设计研究

液动控制采油系统在远距离控制方面存在控制成本高、高压控制油液传输困难及控制油液泄漏等弊端。为此,设计了水下全电采油树阀门及执行机构。在介绍全电采油树阀门结构及工作原理的基础上,对全电执行机构和密封机构进行了设计,对闸阀的密封过程进行分析,利用数值计算软件模拟了闸板在动作过程中高压介质对闸板的作用,同时计算了闸板的最大开启力。分析结果表明:全电执行机构采用丝杠螺母作为传动机构,无需依赖传统的液压系统,降低了油液泄漏的风险;闸门与阀体间依靠分体式密封阀座来形成自密封;闸板在开始动作到即将开启的过程中,受到密封阀座的摩擦力最大,所对应的最大开启力为298.5 k N。所得结论可为水下全电采油树的现场应用和优化设计提供参考。     

丙烯泵密封的特性及泄漏的解决办法

通过对丙烯泵机械密封特点进行分析,得出端面比压不足、液膜相态的不稳定是密封泄漏的主要原因,并采取更换静环以适当加大面积比、改善冷却条件、控制端面温度等措施加以解决.     

水下采油树油管悬挂器K形金属密封环密封性能模拟分析

水下采油树油管悬挂器的密封性能直接关系到水下采油树工作的可靠性,密封一旦失效,将会导致生产通道中的原油及生产过程中注入的化学试剂发生泄漏,造成环境污染。本文利用ABAQUS软件建立了真实工况下(最大水深1 500 m,压力等级69 MPa,温度等级180℃)水下采油树油管悬挂器K形金属密封环的有限元模型,分析了不同初始过盈量、工作压力和工作温度对金属密封环最大Mises应力和最大接触应力的影响。分析结果表明,K形金属密封环的最大Mises应力和两侧的最大接触应力随着工作压力的增加而增加,最大Mises应力和外侧的最大接触应力随着过盈量的增大而减小,内侧的最大接触应力则随着过盈量的增大而增大,而工作温度对其影响不大。在不同工作温度和过盈量一定的条件下,当工作压强小于40MPa时,K形金属密封环两侧的最大接触应力均超过介质压力的2~3倍,而当工作压强大于40 MPa时,K形金属密封环外侧的最大接触应力超过介质压力的10倍,因此K形金属密封环在各种工况下均能满足密封准则,能对油管挂形成良好的密封。本文研究结果对水下采油树油管悬挂器的密封设计有一定的指导意义。     

组合泵衬套端面密封可靠性探讨

文章通过对新乡第一机床厂设计并生产的组合密封泵筒抽油泵试验结果的分析，指出密封泵能避免组合泵在深井和较长冲程工况下失效的因素．其措施是：密封泵在泵筒外管内每节衬套端面处增加一个扶正套和两个O形密封圈．扶正套主要用于长冲程、深抽．中。油井内液柱负荷大于或等于密封泵衬套端面间压紧力时。防止衬套错乱；O形密封圈主要用于村套之间有泄漏时的静压密封．文章还指出：合理的衬套端面压力是保证泵组装质量的关键．在组装组合泵原筒抽油泵时。采用测量泵筒外管的伸长变形量来压紧泵筒村套。并推荐了一个变形量计算公式．     

普光气田贫胺液泵机械密封应用建议

普光天然气净化厂胺液运行系统贫胺液泵采用双端面机械密封对胺液密封,防止介质泄漏,然而在运行中经常发生机械密封泄漏。针对机械密封泄漏频繁、寿命短、检修率高的问题,开展17套泄漏机械密封分析,找到泄漏原因,提出应用建议。     

丙烯输送泵机械密封失效原因分析及改进

文章通过对丙烯泵机械密封的特点进行端面比压分析,得出液膜相态不稳定是密封泄漏的主要原因,通过采取更换静环而适当加大面积比,并通过改善冷却条件,控制端面温度来保证机械密封在合适的端面比压下工作,保证机械密封处于较稳定的工作状态。     

端面参数对人字槽液膜密封脱开转速的影响

非接触式液膜密封的脱开转速对密封性能有显著影响。本文以人字型槽端面结构为基础,建立考虑端面粗糙度的数学模型,采用有限差分法离散平均雷诺方程,对比分析不同密封端面粗糙标准差和结构参数对人字型槽脱开转速的影响。结果表明:端面粗糙度标准差增大,槽深增加,都将导致脱开转速变大;槽深较小时,槽深的变化对脱开转速影响较明显;槽数增多,脱开转速减小,不同台槽比适用于不同的槽数。