本文關(guān)鍵詞：止水機械密封的熱特性研究　出處：《昆明理工大學(xué)》2013年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：止水機械密封是一種新型的機械密封應(yīng)用方式,常用于濕法冶金流程泵中,它的密封水不進行外部循環(huán),稱之為“止水”。不過,在該機械密封運行過程中,不對外循環(huán)的密封腔里的“止水”會隨著軸的轉(zhuǎn)動在密封腔內(nèi)流動,甚至于內(nèi)循環(huán)流動。密封摩擦副產(chǎn)生的熱量和密封旋轉(zhuǎn)件攪拌液體產(chǎn)生的熱量會傳遞給密封腔里的密封水,使其溫度升高。溫度升高的密封水對防止液體的結(jié)晶有重要作用。但密封腔內(nèi)的密封水的溫度也不能太高。合理控制密封腔液體的溫度是正確應(yīng)用該類機械密封的關(guān)鍵。充分了解和把握該類機械密封的傳熱特性是合理控制該類機械密封的理論基礎(chǔ)和關(guān)鍵技術(shù)。本文采用解析法對止水機械密封的傳熱特性進行了理論研究,研究了止水機械密封的穩(wěn)態(tài)熱性能和暫態(tài)熱性能,獲得了密封環(huán)和密封水的溫度分布規(guī)律。 本文在對等截面直翅片傳熱過程分析的基礎(chǔ)上,考慮由兩段截面不等的直翅片組成的復(fù)合翅片,根據(jù)熱量平衡原理,經(jīng)推導(dǎo),獲得了由兩段不等截面直翅片組合的復(fù)合翅片的溫度分布和總傳熱量的計算表達式。將該計算式取等截面條件與經(jīng)典的計算式進行了對比,計算結(jié)果相同。利用獲得的不等截面直翅片溫度分布和總傳熱量的計算表達式,分別成功地計算了翅片根部段截面小和翅片根部段截面大的兩種翅片的導(dǎo)熱狀況,結(jié)果表明翅片根部段截面大的情況更利于熱量傳遞,對于相同的散熱量,其根部溫度更低。不等截面直翅片模型可以用來計算雙邊傳熱機械密封的熱特性。對于雙端面機械密封,靠近介質(zhì)端的機械密封即為雙邊傳熱機械密封,一側(cè)與被密封介質(zhì)接觸,另一側(cè)與密封水接觸。止水機械密封一般采用普通雙端面機械密封,只是密封水不對外循環(huán)。 對于單邊傳熱機械密封,根據(jù)Buck翅片模型計算得到了其穩(wěn)態(tài)下的溫度分布。結(jié)果表明,密封環(huán)溫度隨著與密封端面軸向距離的增大而逐漸減小。同時分析了摩擦系數(shù)f、端面比壓pc、轉(zhuǎn)速N等因素對溫度分布的影響。 暫態(tài)傳熱特性可由密封環(huán)溫度分布隨時間變化規(guī)律反映。采用分離變量法計算得到了單邊傳熱機械密封環(huán)的暫態(tài)溫度分布,其穩(wěn)定后的溫度分布與穩(wěn)態(tài)下的溫度分布吻合。分析了轉(zhuǎn)速N、摩擦系數(shù)f、端面比壓pc等因素對密封環(huán)暫態(tài)溫度場分布的影響。 止水機械密封腔密封水的溫升受多種因素的影響。本文將密封水與密封環(huán)組件看成一個多熱容系統(tǒng),利用系統(tǒng)熱平衡方程和雙熱容系統(tǒng)理論分析得到了密封環(huán)和密封水溫度隨時間的變化規(guī)律,分析了其影響因素。 對于雙邊傳熱機械密封,根據(jù)本文獲得的不等截面復(fù)合翅片模型的溫度分布和總發(fā)熱量的計算式,計算得到了密封環(huán)的溫度分布規(guī)律。分析了轉(zhuǎn)軸速度N、密封端面比壓pc和摩擦系數(shù)f對雙邊傳熱機械密封溫度分布的影響規(guī)律,結(jié)果表明,隨著轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速N、密封端面比壓pc和摩擦系數(shù)f的增大,密封端面溫度均上升,其中密封端面比壓pc和摩擦系數(shù)f對端面溫度的影響尤為突出。
[Abstract]:Water seal mechanical seal is a new application way of mechanical seal. It is often used in process pump of hydrometallurgy. Its sealing water does not carry out external circulation, it is called "water stop". However, during the operation of the mechanical seal, the "stop water" which does not circulate in the sealed chamber will flow with the axis rotation in the sealing cavity, or even the internal circulation. The heat generated by the sealed friction pair and the heat produced by the sealed rotating part of the mixing liquid are transferred to the sealed water in the sealing cavity to increase the temperature. The high temperature sealed water plays an important role in preventing the crystallization of the liquid. But the temperature of the sealed water in the sealed chamber is not too high. The proper control of the temperature of the liquid in the sealing cavity is the key to the correct application of this kind of mechanical seal. To fully understand and grasp the heat transfer characteristics of this kind of mechanical seal is the theoretical basis and key technology for the rational control of this kind of mechanical seal. In this paper, the heat transfer characteristics of the sealing mechanical seal are theoretically studied by analytical method. The steady thermal and transient thermal properties of the sealing mechanical seal are studied, and the temperature distribution law of the sealing ring and the sealing water is obtained.
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TH136

【參考文獻】

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本文編號：1346171