發(fā)布時間：2017-05-03 13:14

  本文關鍵詞：靜壓氣體潤滑機械密封動力學特性研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：傳統(tǒng)的氣膜機械密封主要運用于離心式壓縮機等高速回轉機械,在高速運轉時密封具有很強的動壓效應,可以得到較大的開啟力和氣膜剛度,實現(xiàn)機械密封的穩(wěn)定運轉,但是在低速情況下,密封的動壓效應會很弱,很難達到很好的密封效果。靜壓氣體潤滑機械密封在低速情況下能實現(xiàn)低摩擦損失、低熱量、高開啟力和高剛度,因此靜壓氣體潤滑機械密封是一種適合低速工況應用的機械密封新技術。本文對靜壓氣體潤滑機械密封的穩(wěn)態(tài)、動態(tài)及動力學特性開展相關研究,探明靜壓氣體機械密封的動力學性能可以為這類干氣密封的設計與應用提供有益參考。 關于穩(wěn)態(tài)特性方面,基于N-S方程,采用解析法對靜壓氣體潤滑機械密封的穩(wěn)態(tài)特性參數(shù)作了一系列推導,得出了一個剛度解析計算公式,并與參考文獻進行驗證,采用有限差分法對穩(wěn)態(tài)雷諾方程進行了離散,與解析法計算結果作了對比,分析了節(jié)流孔直徑、介質(zhì)壓力和氣源壓力對靜壓氣體潤滑機械密封端面氣膜剛度與泄漏率的影響。結果表明：對于小工作膜厚情況,選用較小的節(jié)流孔直徑能獲得較大氣膜剛度和較小的端面泄漏率,大工作膜厚情況則相反。提高氣源壓力和減小介質(zhì)壓力可以有效的提高氣膜剛度,但向介質(zhì)側的泄漏率也會增大。 關于動態(tài)特性方面,采用小擾動法詳細推導了靜壓氣體潤滑機械密封三自由度微擾下的動態(tài)雷諾方程,給出了相關的差分迭代格式,結合算例對差分格式進行驗證,分析了壓縮數(shù)、頻率數(shù)、節(jié)流孔直徑、氣腔深度和氣源壓力對靜壓氣體潤滑機械密封動態(tài)特性參數(shù)的影響。結果表明：壓縮數(shù)、頻率數(shù)、節(jié)流孔直徑、氣腔深度和氣源壓力對靜壓氣體潤滑機械密封的軸向剛度與阻尼影響顯著。角向交叉剛度與阻尼對應呈相反數(shù)關系。 關于動力學特性方面。建立考慮靜壓氣體潤滑機械密封靜環(huán)受三自由度微擾和動環(huán)軸向竄動的動力學模型,采用復模態(tài)理論求解,給出了動環(huán)軸向、靜環(huán)軸向及角向、端面氣膜厚度的位移響應表達式。分析了頻率數(shù)、節(jié)流孔直徑、氣源壓力及密封環(huán)質(zhì)量對靜壓氣體潤滑機械密封動力學特性的影響。結果表明：增大頻率數(shù)、節(jié)流孔直徑、氣源壓力均能減小密封環(huán)軸向位移響應、靜環(huán)角向位移響應及端面氣膜厚度響應的振幅,其中頻率數(shù)對雙質(zhì)量系統(tǒng)的振動頻率影響顯著。
【關鍵詞】：靜壓氣體潤滑機械密封 小擾動法 動態(tài)特性 動力學 復模態(tài)理論
【學位授予單位】：昆明理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TQ050.1;TH136
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-18
• 1.1 靜壓氣體潤滑機械密封簡介10-11
• 1.2 氣體潤滑機械密封動力學特性研究進展11-13
• 1.3 靜壓氣體潤滑機械密封研究進展13-16
• 1.4 本文的研究意義、研究內(nèi)容及研究方法16-18
• 1.4.1 研究意義16-17
• 1.4.2 研究內(nèi)容17
• 1.4.3 研究方法17-18
• 第二章 靜壓氣體潤滑機械密封穩(wěn)態(tài)特性18-31
• 2.1 靜壓氣體潤滑機械密封研究模型與基本假設18-21
• 2.1.1 靜壓氣體潤滑機械密封幾何模型18-19
• 2.1.2 靜壓氣體潤滑機械密封計算模型19-20
• 2.1.3 計算基本假設20
• 2.1.4 邊界條件20-21
• 2.2 靜壓氣體潤滑機械密封端面密封性能參數(shù)解析計算21-25
• 2.2.1 端面壓力計算21-23
• 2.2.2 端面氣膜剛度計算23-24
• 2.2.3 解析剛度公式驗證24-25
• 2.3 端面泄漏量計算25
• 2.4 靜壓氣體潤滑機械密封端面密封性能參數(shù)數(shù)值計算25-26
• 2.4.1 穩(wěn)態(tài)雷諾方程差分離散25-26
• 2.4.2 數(shù)值計算結果與解析計算結果對比26
• 2.5 端面幾何參數(shù)與密封操作參數(shù)對穩(wěn)態(tài)密封性能的影響26-30
• 2.5.1 算例參數(shù)27
• 2.5.2 節(jié)流孔直徑對靜壓氣體潤滑機械密封穩(wěn)態(tài)特性的影響27-28
• 2.5.3 介質(zhì)壓力對靜壓氣體潤滑機械密封穩(wěn)態(tài)特性的影響28-29
• 2.5.4 氣源壓力對靜壓氣體潤滑機械密封穩(wěn)態(tài)特性的影響29-30
• 2.6 小結30-31
• 第三章 靜壓氣體潤滑機械密封動態(tài)特性31-48
• 3.1 靜壓氣體潤滑機械密封端面氣體控制方程31
• 3.2 靜壓氣體潤滑機械密封動態(tài)雷諾方程的推導31-35
• 3.2.1 密封端面微擾膜厚、壓力場31-32
• 3.2.2 小擾動法推導動態(tài)雷諾方程32-35
• 3.3 端面氣膜動態(tài)特性系數(shù)定義35-36
• 3.4 靜壓氣體潤滑機械密封動態(tài)方程的離散36-38
• 3.5 邊界條件38
• 3.6 算法驗證38-39
• 3.7 靜壓氣體潤滑機械密封密封動態(tài)特性分析39-47
• 3.7.1 壓縮數(shù)對靜壓氣體潤滑機械密封動態(tài)性能的影響39-41
• 3.7.2 頻率數(shù)對靜壓氣體潤滑機械密封動態(tài)性能的影響41-42
• 3.7.3 幾何參數(shù)對密封動態(tài)性能的影響42-45
• 3.7.4 氣源壓力對密封動態(tài)性能的影響45-47
• 3.8 小結47-48
• 第四章 靜壓氣體潤滑機械密封動力學模型建立及求解48-62
• 4.1 靜壓氣體潤滑機械密封動力學分析模型48-49
• 4.2 靜壓氣體潤滑機械密封質(zhì)量動力學方程的建立49-50
• 4.3 雙質(zhì)量系統(tǒng)動力學方程求解50-58
• 4.3.1 模態(tài)理論簡介50-51
• 4.3.2 模態(tài)理論求解運動方程51-58
• 4.4 算例驗證58-61
• 4.4.1 算例參數(shù)58
• 4.4.2 算例158-59
• 4.4.3 算例259-60
• 4.4.4 算例360-61
• 4.5 小結61-62
• 第五章 靜壓氣體潤滑機械密封雙質(zhì)量系統(tǒng)動力學特性分析62-76
• 5.1 計算參數(shù)62
• 5.2 頻率數(shù)對雙質(zhì)量系統(tǒng)動力學特性的影響62-65
• 5.3 節(jié)流孔直徑對雙質(zhì)量系統(tǒng)動力學特性的影響65-68
• 5.4 氣源壓力對雙質(zhì)量系統(tǒng)動力學特性的影響68-71
• 5.5 質(zhì)量增益對雙質(zhì)量系統(tǒng)動力學特性的影響71-74
• 5.6 小結74-76
• 第六章 結論與展望76-79
• 6.1 結論76-77
• 6.2 展望77-79
• 致謝79-80
• 參考文獻80-84
• 附錄：攻讀碩士學位期間已發(fā)表的論文84

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 曹浩;楊建剛;郭瑞;孫丹;張萬福;;密封動力特性系數(shù)試驗識別方法及影響因素分析[J];機械工程學報;2011年09期

2 馬綱;何軍;栗秀花;沈心敏;;柱面氣膜密封動力特性系數(shù)的數(shù)值計算[J];機械工程學報;2013年05期

3 張偉政;俞樹榮;丁雪興;韓明君;杜兆年;;螺旋槽干氣密封系統(tǒng)軸向振動響應及結構優(yōu)化[J];排灌機械工程學報;2010年03期

4 王和順;董霖;黃澤沛;張車寧;陳次昌;;靜壓干氣密封端面流場數(shù)值模擬[J];排灌機械工程學報;2011年02期

5 劉雨川,徐萬孚,王之櫟,沈心敏;端面氣膜密封動力特性系數(shù)的計算[J];清華大學學報(自然科學版);2002年02期

6 曹登峰;宋鵬云;李偉;趙越;;螺旋槽氣體端面密封動力學研究進展[J];潤滑與密封;2006年05期

7 王和順;陳次昌;黃澤沛;薛松;張車寧;;干氣密封端面平衡間隙的研究[J];潤滑與密封;2007年08期

8 郝木明;張敏芳;張建奎;;錐度及靜態(tài)靜環(huán)角偏差對低速干氣密封氣膜動態(tài)特性的影響[J];潤滑與密封;2009年11期

9 晏鑫;蔣玉娥;李軍;豐鎮(zhèn)平;;迷宮密封轉子動力學特性的數(shù)值模擬[J];熱能動力工程;2009年05期

10 劉兆增;王剛;;軸向微小擾動下螺旋槽氣體端面密封氣膜特性分析[J];石油化工設備;2007年S1期

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 龍威;平面空氣靜壓軸承承載特性研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2010年

  本文關鍵詞：靜壓氣體潤滑機械密封動力學特性研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：343102