本文關(guān)鍵詞：機(jī)械密封熱力耦合變形及流場分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：機(jī)械密封廣泛應(yīng)用在石油、化工、醫(yī)藥、食品、能源等領(lǐng)域的過程設(shè)備當(dāng)中,為了保證其機(jī)械設(shè)備運(yùn)行可靠性和穩(wěn)定性,因此,機(jī)械密封在機(jī)械設(shè)備當(dāng)中占有重要的地位。機(jī)械密封在工作時,由于密封環(huán)之間相對旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生摩擦熱,致使密封端面的溫度升高,造成熱量損耗和產(chǎn)生熱應(yīng)力；由于摩擦副磨損,降低其使用壽命；再者由于機(jī)械密封端面受到介質(zhì)壓力、彈簧力和液膜壓力等載荷作用時,使密封端面產(chǎn)生力變形；密封端面受熱力耦合載荷共同作用下,導(dǎo)致密封環(huán)發(fā)生變形,進(jìn)而使密封環(huán)之間的液膜形狀、厚度、壓力、流速等參數(shù)發(fā)生變化,最終影響到泄漏量變化。因此,為了保證機(jī)械密封運(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性和提高密封性,對機(jī)械密封環(huán)熱力耦合變形及流場分析非常重要。 本文采用有限元ANSYS軟件,對機(jī)械密封動環(huán)端面溫度場分布規(guī)律以及溫度場引起的熱變形、受力引起的力變形和熱力耦合變形進(jìn)行分析比較。研究結(jié)果表明：摩擦產(chǎn)生的熱量導(dǎo)致動環(huán)端面溫度呈梯度分布,隨著半徑增加溫度從高到低；熱變形使動環(huán)端面產(chǎn)生拉伸位移,隨半徑增加變形量減小；受力引起的變形與熱變形趨勢相反,在內(nèi)徑處產(chǎn)生最大壓縮位移,外徑處產(chǎn)生最大拉伸位移；熱力耦合變形介于兩者之間。因此,綜合考慮熱力耦合作用下產(chǎn)生的變形比單獨考慮熱變形和力變形對端面變形量影響較小。 在熱力耦合變形分析基礎(chǔ)上,應(yīng)用FLUENT軟件對無變形和熱力耦合變形下液膜特性進(jìn)行比較分析,得出：無論在無變形還是熱力耦合變形下,液膜壓力都隨半徑增加而增大,但熱力耦合變形下的液膜壓力比無變形時液膜壓力��；無論在無變形還是熱力耦合變形下,流速隨半徑的增加而增大,且熱力耦合變形下液膜流速比無變形時液膜流速大；由于熱力耦合作用下產(chǎn)生變形后的液膜厚度變大,導(dǎo)致液膜開啟力減�。挥捎跓崃︸詈献饔孟庐a(chǎn)生變形后液膜流速增大,導(dǎo)致泄漏量增大。并通過試驗測試,測得泄漏量與模擬結(jié)果相比較而言較大,這是由于未考慮密封環(huán)間摩擦以及振動對泄漏量的影響。
【關(guān)鍵詞】：機(jī)械密封 熱力耦合 變形計算 流場分析
【學(xué)位授予單位】：蘭州理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TH136
【目錄】：

• 目錄5-7
• 摘要7-8
• Abstract8-10
• 插圖索引10-11
• 附表索引11-12
• 符號注釋表12-13
• 第1章 緒論13-21
• 1.1 課題研究意義13
• 1.2 國內(nèi)外研究歷史、現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢13-17
• 1.2.1 機(jī)械密封端面溫度場研究歷史及現(xiàn)狀13-15
• 1.2.2 機(jī)械密封端面變形研究歷史及現(xiàn)狀15-16
• 1.2.3 機(jī)械密封端面摩擦及流場研究歷史及現(xiàn)狀16-17
• 1.3 發(fā)展趨勢17-20
• 1.4 課題來源與主要研究工作20
• 1.5 課題的創(chuàng)新點及關(guān)鍵性問題20
• 1.6 本章小結(jié)20-21
• 第2章 機(jī)械密封的基本理論21-27
• 2.1 機(jī)械密封基本結(jié)構(gòu)和工作原理21-23
• 2.2 機(jī)械密封的優(yōu)缺點23
• 2.3 機(jī)械密封的分類23-26
• 2.4 本章小結(jié)26-27
• 第3章 機(jī)械密封力變形計算分析27-33
• 3.1 ANSYS軟件簡介27
• 3.2 機(jī)械密封件主要幾何參數(shù)27
• 3.3 力變形分析27-31
• 3.3.1 模型的建立以及網(wǎng)格的劃分27-28
• 3.3.2 邊界條件的加載28-29
• 3.3.3 力變形的求解及后處29-30
• 3.3.4 不同工況對力變形的影響30-31
• 3.4 本章小結(jié)31-33
• 第4章 機(jī)械密封溫度場、熱變形及熱力耦合變形分析33-40
• 4.1 基于ANSYS的溫度場分析33
• 4.2 摩擦熱的計算33-34
• 4.3 對流換熱系數(shù)的計算34-35
• 4.4 溫度場的計算35-36
• 4.5 熱變形分析36-37
• 4.6 熱力耦合變形計算37-38
• 4.7 三種變形的比較分析38-39
• 4.8 本章小結(jié)39-40
• 第5章 機(jī)械密封端面流場分析40-46
• 5.1 FLUENT軟件簡介40-41
• 5.2 對密封環(huán)工作的基本假設(shè)41
• 5.3 幾何模型的建立及網(wǎng)格劃分41-42
• 5.4 邊界條件的確定42
• 5.5 應(yīng)用FLUENT軟件對動環(huán)端面流場的求解42-45
• 5.5.1 液膜壓力比較分析42-43
• 5.5.2 液膜流速比較分析43-45
• 5.5.3 液膜開啟力的比較分析45
• 5.5.4 泄漏量的比較分析45
• 5.6 本章小結(jié)45-46
• 第6章 機(jī)械密封泄漏量的測試46-51
• 6.1 機(jī)械密封試驗臺搭建46-48
• 6.2 機(jī)械密封包括的測試技術(shù)48-49
• 6.3 試驗過程49
• 6.3.1 實驗前準(zhǔn)備49
• 6.3.2 實驗步驟49
• 6.4 泄漏量軟件模擬計算與試驗測試值的比較分析49-50
• 6.5 本章小結(jié)50-51
• 結(jié)論51-53
• 參考文獻(xiàn)53-58
• 致謝58-59
• 附錄A 攻讀碩士期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文59

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 許士英;;φ108鉆探電機(jī)的機(jī)械密封設(shè)計[J];電機(jī)與控制應(yīng)用;1983年03期

2 李體軒,侯寶霞;液化石油氣注射泵超高速高壓機(jī)械密封開發(fā)[J];流體機(jī)械;1997年08期

3 王鳳芝,苗維民,朱寶明;機(jī)械密封的改進(jìn)[J];黑龍江石油化工;1998年01期

4 錢衛(wèi)忠,顧青春,俞志君,姚黎明;立式船用泵新型機(jī)械密封的設(shè)計[J];流體機(jī)械;2005年02期

5 王廣兵;熱油泵機(jī)械密封抽空失效分析與解決措施[J];水泵技術(shù);2005年01期

6 崔世勇;;泵用機(jī)械密封常見泄漏現(xiàn)象與措施[J];河北化工;2008年03期

7 彭國雄;;高爐煤氣洗滌水泵機(jī)械密封的改進(jìn)[J];漣鋼科技與管理;2010年03期

8 滿國海;雷建強(qiáng);;水泵機(jī)械密封的滲漏原因及解決辦法[J];華章;2011年02期

9 ;機(jī)械密封在我廠的應(yīng)用[J];石油化工設(shè)備;1973年02期

10 劉后桂;介紹一種新型的機(jī)械密封[J];潤滑與密封;1980年06期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 高華;張守森;張凱;;多相泵機(jī)械密封的性能研究[A];第十五屆中國海洋（岸）工程學(xué)術(shù)討論會論文集(下)[C];2011年

2 陳月環(huán);毛文忠;趙彩虹;;熱油泵高壓端機(jī)械密封的改造[A];2000年晉冀魯豫鄂蒙六省區(qū)機(jī)械工程學(xué)會學(xué)術(shù)研討會論文集（河南分冊）[C];2000年

3 王雙年;;機(jī)械密封改進(jìn)在實際生產(chǎn)中的應(yīng)用[A];中國石油石化工程技術(shù)和物裝手冊（第二分冊）[C];2003年

4 廖和濱;楊曉翔;劉康林;郭金泉;;機(jī)械密封靜環(huán)溫度場的有限元分析[A];第二屆全國工業(yè)摩擦學(xué)大會暨第七屆全國青年摩擦學(xué)學(xué)術(shù)會議會議論文集[C];2004年

5 葉有楠;劉曉輝;;GPA95機(jī)械密封國產(chǎn)化問題及對策[A];中國有色金屬學(xué)會第五屆學(xué)術(shù)年會論文集[C];2003年

6 王勁;;沉沒輥機(jī)械密封失效分析與對策[A];2004年全國煉鋼、軋鋼生產(chǎn)技術(shù)會議文集[C];2004年

7 荊志巍;;汽車涂裝工廠機(jī)械密封問題分析解決[A];設(shè)備管理與維修實踐和探索論文集[C];2005年

8 馬雪峰;;常用機(jī)械密封的設(shè)計計算[A];2002年黑龍江省機(jī)械工程學(xué)會年會論文集[C];2002年

9 王盈;朱震東;;低沸塔底料泵機(jī)械密封的改造[A];2004年全國化工、石化裝備國產(chǎn)化暨設(shè)備管理技術(shù)交流會會議論文集[C];2004年

10 朱健;;大亞灣和嶺澳核電站發(fā)電機(jī)定子冷卻水泵機(jī)械密封的改進(jìn)研究[A];中國核學(xué)會2007年學(xué)術(shù)年會論文摘要集[C];2007年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 特約記者 張敬霞;八成新 九成熟 十分絕[N];中國石油報;2011年

2 通訊員 張敬霞;石化“十大絕招絕技”十分絕![N];大慶日報;2011年

3 山西原平化學(xué)工業(yè)集團(tuán)有限公司 竇宏慶;泵用機(jī)械密封的泄漏分析及檢修[N];山西科技報;2009年

4 鐘燁輝;我國成功掌握核級泵機(jī)械密封技術(shù)[N];中國工業(yè)報;2010年

5 吳宏富;馳騁在微納米、機(jī)械密封王國[N];經(jīng)理日報;2009年

6 王秋　整理;把個人鉆研變成一群人的事業(yè)[N];工人日報;2011年

7 沈文;國產(chǎn)化需新思路新技術(shù)新工藝[N];中國石化報;2010年

8 本報記者 成吉昌;追求機(jī)械密封技術(shù)的最高境界[N];中國機(jī)電日報;2001年

9 劉伊婷;機(jī)械密封件實物質(zhì)量合格率99.5%[N];中國質(zhì)量報;2008年

10 張德志;機(jī)械密封件產(chǎn)品抽查 合格率99.5%企業(yè)被曝光[N];中國工業(yè)報;2008年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前7條

1 劉鑫;核主泵用流體動靜壓型機(jī)械密封的性能研究與端面型槽優(yōu)化設(shè)計[D];浙江工業(yè)大學(xué);2012年

2 孫見君;機(jī)械密封泄漏預(yù)測理論及其應(yīng)用研究[D];南京工業(yè)大學(xué);2006年

3 王和順;干氣密封運(yùn)行狀態(tài)穩(wěn)定性的研究[D];西南交通大學(xué);2006年

4 萬軼;表面織構(gòu)與合金化改善密封材料摩擦學(xué)性能研究[D];南京理工大學(xué);2008年

5 任婕;泡沫鎳/聚四氟乙烯機(jī)械密封復(fù)合材料及摩擦學(xué)行為研究[D];武漢理工大學(xué);2012年

6 胡志棟;端面油膜密封縫隙變粘度流體流動特性及其應(yīng)用研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2009年

7 丁雪興;干氣密封螺旋槽潤滑氣膜的穩(wěn)、動態(tài)特性研究[D];蘭州理工大學(xué);2008年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 湯新雄;三種不同端面幾何形貌機(jī)械密封的性能試驗研究[D];江蘇大學(xué);2010年

2 劉云;變速調(diào)節(jié)機(jī)械密封實驗系統(tǒng)的研制[D];浙江工業(yè)大學(xué);2010年

3 高洪巖;新型機(jī)械密封實驗裝置研發(fā)[D];中國石油大學(xué);2011年

4 趙龍;泵用機(jī)械密封工作環(huán)境及其改善方法研究[D];昆明理工大學(xué);2009年

5 周亞軍;機(jī)械密封在機(jī)泵上的應(yīng)用及故障處理[D];山東大學(xué);2011年

6 史金鑫;機(jī)械密封相變半徑和溫度的研究[D];北京化工大學(xué);2013年

7 張旭龍;斜圈彈簧在機(jī)械密封中的應(yīng)用研究[D];長安大學(xué);2013年

8 張寶君;加氫進(jìn)料泵機(jī)械密封研究[D];大連工業(yè)大學(xué);2012年

9 汪義高;余熱排出泵機(jī)械密封系統(tǒng)設(shè)計及熱力特性研究[D];西華大學(xué);2010年

10 任寶杰;機(jī)械密封在線監(jiān)測及智能控制系統(tǒng)研究[D];中國石油大學(xué);2010年

  本文關(guān)鍵詞：機(jī)械密封熱力耦合變形及流場分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

，

本文編號：337220