基于无限窄槽理论的双向多重组合螺旋槽液膜密封流场分析

基于无限窄槽理论推导螺旋槽液膜润滑非接触式机械密封压力分布公式,并校正螺旋槽进出口处的边缘影响系数;计算表征液膜密封性能的承载力、泄漏量、摩擦扭矩等参数,并进行验证;根据双向组合螺旋槽液膜密封的特点,提出基于权重叠加的流场计算方法,并以交错槽为例进行计算,并与Fluent模拟结果进行对比。结果表明:提出的边缘影响系数计算方法更为合理;利用叠加法计算双向组合槽流场得到的结果与Fluent模拟结果的误差在工程允许范围内,验证该方法的可行性,为工程设计与分析提供了可靠的计算方法。     

离心力对高速气膜密封动环变形d的影响

研究离心力对高速气膜密封动环变形的影响。利用ANSYS121计算高速工况下气膜密封动环在考虑离心力与忽略离心力2种情况下的力变形及热力耦合变形,对比2种情况下动环的总变形值、端面轴向变形以及端面锥度等。结果表明：忽略离心作用时动环力变形和热力耦合变形数值偏小,误差为1648%～3753%;离心作用对动环端面轴向变形的影响在外径侧更为明显,同时使动环端面的平均径向锥度由发散的负锥度变为收敛的正锥度;忽略离心作用时端面变形误差沿径向增大,且随转速增加而增大;在高速工况下动环力变形及热力耦合变形的计算中,离心作用不容忽略。     

一种新型组合轴端密封的设计及数值模拟

针对传统的迷宫密封作为气膜密封装置的轴端密封存在的问题,设计一种新型组合轴端密封结构。该组合轴端密封采用特殊结构产生泵送效果,实现了流体动压反输径向密封。采用该新型组合轴端密封的气膜密封,集径向、轴向2种流体动压反输性能于一体,在提高密封性能的同时,减少磨损,延长了密封装置寿命。采用Ansys软件建立组合轴端密封的三维流体模型并进行数值模拟,结果表明,组合轴端密封采用的特殊结构使流体随螺纹旋转产生横向推力,流体通过组合轴端密封结构后压力增大,产生了泵送效果,实现了径向密封。     

非接触式机械密封端面温度求解方法

针对工程中密封环端面温度难以测量的情况,研究非接触式机械密封端面温度求解方法。建立有限元传热模型,对密封环传热进行正向计算,获得密封环稳态温度分布;对有限元方程进行修改,基于修改后所得计算结果使用多项式拟合与Trefftz方程近似2种方法对端面温度进行预测,并对2种方法的精度进行对比;减少已知温度节点的数量,即相当于在工程中减少热电偶的使用数量,在有限元方程中使用修改后的插值函数对剩余节点温度进行计算,并以此插值函数讨论已知温度节点数量对计算结果的影响,在确定最优值后对不同参数下的预测误差进行对比。结果表明:2种预测方法所得结果误差都随着转速的增加而增大,随密封介质温度的升高而减小,但Trefftz方程所得的预测效果要好于多项式;经过计算发现使用4插值节点所得的结果与精确解吻合良好。     

枞树型槽上游泵送机械密封稳态特性数值分析

针对电机轴承密封可靠性差的问题,提出一种适用于电机的枞树型槽上游泵送机械密封。在MATLAB环境下求解液膜稳态雷诺方程,得到枞树型槽上游泵送机械密封端面液膜压力分布,分析端面结构参数如槽深比、螺旋角、槽坝比对密封稳态特性的影响规律,并给出枞树型槽结构参数的设计优选范围。结果表明:该机械密封具有较好的动压效应;随着槽深比的增加,开启力、泵送量和液膜刚度均先增大后迅速减小,摩擦因数则缓慢增大;随着螺旋角的增大,开启力和泵送量逐渐减小,刚度先增大后减小;随着槽坝比的增大,开启力和泵送量增加,摩擦因数增大,刚度先逐渐增大而趋于稳定;槽深比和螺旋角对枞树型槽上游泵送机械密封的稳态特性影响较大,而槽坝比的影响较小;取槽深比1. 0～4. 0、螺旋角15°～25°、槽坝比1. 5～2. 5时,机械密封可获得较大开启力和液膜刚度、较小摩擦因数等较好的综合性能。     

基于极大似然估计的多参考点模态参数识别方法

在考虑随机噪声的情况下,实现了一种基于极大似然估计的多参考点频域模态参数识别方法。该方法采用频响函数的右矩阵分式模型,通过噪声的协方差矩阵对误差向量加权,使用离散时间域中基函数改善数值求解性态。模态参数的估计过程分为两步：首先由基于最小二乘估计的polyLSCF算法获取迭代初值,然后通过Gauss-Newton方法对极大似然函数进行迭代优化,得到精度更高的模态参数识别结果。采用GARTEUR仿真算例对所给出的方法进行了验证,结果表明：在高噪声情况下,利用噪声信息的极大似然估计方法能够显著提高模态参数的识别精度,特别是阻尼的识别精度。     

多相混输泵用超高压机械密封性能研究

针对超高压混输泵机械密封易磨损失效的问题,介绍了端面槽加工和涂层应用两种策略,用热流固耦合分析方法,分析了浅槽微接触式机械密封在实际应用中的温度分布和端面变形情况,阐述了表面涂层技术的应用,进行了一系列机械密封性能的试验研究.研究结果不仅证实了这些技术在提高机械密封寿命和可靠性方面的有效性,还证实了端面开槽和涂层技术在降低摩擦、改善耐磨性能方面的显著效果.为超高压混输泵机械密封系统的设计和优化提供了重要的理论依据及实践指导.