【摘要】： 隨著工業(yè)的高速發(fā)展,密封的工作狀況趨于高溫、高速、高壓,在實際應用中,不可避免的會出現(xiàn)密封失效。造成密封失效的原因很多,密封端面變形就是主要原因之一,而熱變形又是端面變形的主導因素。為了探究哪些設計因素導致了端面熱變形及其影響程度,以某合成氣壓縮機T型槽干氣密封為例進行分析研究。 首先結(jié)合國內(nèi)外相關(guān)資料,分析密封環(huán)溫度場、密封環(huán)變形、密封環(huán)耦合、密封環(huán)優(yōu)化等方面的研究進展與研究方法,從而確定本文的研究方案;通過熱、結(jié)構(gòu)及耦合等理論分析,確定本文的計算研究方法。 應用有限元分析法,通過熱平衡分析和模型簡化,建立穩(wěn)態(tài)T型槽干氣密封動、靜環(huán)溫度場模型,應用數(shù)值分析方法對密封環(huán)溫度場進行求解,獲得溫度分布規(guī)律;通過對密封環(huán)溫度場的研究,進而求解干氣密封動、靜環(huán)的熱-結(jié)構(gòu)耦合變形,獲得熱變形規(guī)律;通過68組密封環(huán)端面熱變形的仿真實驗,分析密封環(huán)的工況參數(shù)、材料參數(shù)、結(jié)構(gòu)參數(shù)對動靜環(huán)端面軸向熱變形量、變形錐度、變形曲度等影響,并找出影響熱變形的主要因素;討論了干氣密封環(huán)的優(yōu)化方法,基于動靜環(huán)熱變形補償理論,提出了優(yōu)化方案,并將優(yōu)化后的密封環(huán)重新進行熱變形分析,其結(jié)果證明了這種優(yōu)化方案的可行性。 通過對T型槽干氣密封動靜環(huán)熱變形的深入研究,得到一些普遍性的規(guī)律,為氣體端面密封的設計和優(yōu)化提供了理論依據(jù),并為后續(xù)的密封瞬態(tài)分析、多場耦合分析、優(yōu)化設計等研究工作打下堅實基礎(chǔ)。
【學位授予單位】：西華大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2009
【分類號】：TH136
【圖文】：

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西華大學碩1學位論文失效。密封環(huán)端面的變形錐度有零錐度、正錐度、負錐度三種，如圖3一l所示。泄翻方問落澎拭飛公公湯玫擠燕改氣}廠f紛丙勺戶泌漏介!側(cè)、一刃幾廣協(xié)卜汰瓜裊)，萬}認甸拼‘矛一笠己燕?夔二!瑟零錐度(錐度=0)正錐度(錐度>0)負錐度(錐度<0) F19.3一 1Sea]deformationeonieir}diagram圖3一1密封環(huán)變形錐度不意圖正錐度就是密封端面變形使氣膜厚度沿泄露方向進行收斂。收斂的氣膜可以增加氣膜剛度和開啟力，進而增加密封的穩(wěn)定性。負錐度就是密封端面變形使氣膜厚度沿泄露方向發(fā)散。發(fā)散的氣膜會降低氣膜剛度，進而破壞密封的穩(wěn)定性，應盡力避免。正錐度和負錐度都會導致泄露量的增加。零錐度就是密封端面互相平行，是保持密封穩(wěn)定性的最佳狀態(tài)。負穴交小一___.~病亥一炭蘭/·廠一、月、一”J。·‘J_’·通眨:廠~一一引.向交矜Fig.3一 2Positive們 egativedeformationdiagramofsealendfaee圖3一2密封端面正負變形示意圖一般為了計算方便，在計算中還規(guī)定了密封環(huán)變形的正負。如圖3一2所示。正向變形即變形后的端面超出平行時端面。負向變形即變形后的端面低27

西華大學碩1學位論文失效。密封環(huán)端面的變形錐度有零錐度、正錐度、負錐度三種，如圖3一l所示。泄翻方問落澎拭飛公公湯玫擠燕改氣}廠f紛丙勺戶泌漏介!側(cè)、一刃幾廣協(xié)卜汰瓜裊)，萬}認甸拼‘矛一笠己燕?夔二!瑟零錐度(錐度=0)正錐度(錐度>0)負錐度(錐度<0) F19.3一 1Sea]deformationeonieir}diagram圖3一1密封環(huán)變形錐度不意圖正錐度就是密封端面變形使氣膜厚度沿泄露方向進行收斂。收斂的氣膜可以增加氣膜剛度和開啟力，進而增加密封的穩(wěn)定性。負錐度就是密封端面變形使氣膜厚度沿泄露方向發(fā)散。發(fā)散的氣膜會降低氣膜剛度，進而破壞密封的穩(wěn)定性，應盡力避免。正錐度和負錐度都會導致泄露量的增加。零錐度就是密封端面互相平行，是保持密封穩(wěn)定性的最佳狀態(tài)。負穴交小一___.~病亥一炭蘭/·廠一、月、一”J。·‘J_’·通眨:廠~一一引.向交矜Fig.3一 2Positive們 egativedeformationdiagramofsealendfaee圖3一2密封端面正負變形示意圖一般為了計算方便，在計算中還規(guī)定了密封環(huán)變形的正負。如圖3一2所示。正向變形即變形后的端面超出平行時端面。負向變形即變形后的端面低27

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