發(fā)布時間：2017-05-21 19:26

  本文關(guān)鍵詞：雙列同向螺旋端面機械密封流場對比分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：機械密封在石油煉化企業(yè)中的運用是必不可少的，它直接影響著生產(chǎn)的效率，由于密封元件失效引起的事故占總事故的73%左右。相比于傳統(tǒng)的填料密封，機械密封的操作效果更好，使用壽命更久，給企業(yè)帶來的利潤更高，而且正在逐步取代填料密封。為了更好的應(yīng)用到各種不同流體介質(zhì)上，在機械密封表面通過開各種槽型的方式來改變元件旋轉(zhuǎn)環(huán)和靜止環(huán)之間端面的潤滑狀態(tài)，提高密封性能，從而延長密封元件的使用壽命。 正常運轉(zhuǎn)的情況下，機械密封旋轉(zhuǎn)環(huán)與靜止環(huán)端面之間由于壓力的原因存在著極薄的流體膜，其數(shù)量級為微米級，泄漏量的多少正是由流體膜的流動狀態(tài)決定的。通過對比三組不同形狀端面的機械密封在相同參數(shù)下的流場狀態(tài)，來分析槽型對密封性能的影響。本文的研究對象是機械密封旋轉(zhuǎn)環(huán)與靜止環(huán)接觸面縫隙間的流體膜。首先應(yīng)用計算流體力學(xué)軟件對有Gambit建模軟件所建立的三維模型進行數(shù)值模擬分析，針對不同工況，模擬出流體膜在動環(huán)端面上的壓力場和速度場，以及計算出模型的泄漏量。其次，利用專業(yè)的機械密封試驗設(shè)備，測量在實際工作應(yīng)用中流體介質(zhì)膜的壓力分布和泄漏量等密封參數(shù)。然后，將模擬得出的數(shù)據(jù)結(jié)果與試驗數(shù)據(jù)進行分析對比，，檢驗?zāi)M計算值的準確性，并分析兩者之間存在差異的原因。最后，對比不同槽型之間的流體膜流場和密封性能，做出結(jié)論。 經(jīng)過試驗測量和模擬計算證明，操作壓力與軸的旋轉(zhuǎn)速度對流體介質(zhì)膜的運動狀態(tài)和元件泄漏量都有著明顯的影響。旋轉(zhuǎn)環(huán)表面的槽型也對整個機械密封系統(tǒng)的密封性能有著很大的影響。通過試驗和數(shù)值模擬相結(jié)合的研究方法對流體膜流場狀態(tài)的分析以及各種形狀槽型機械密封的密封性能提供了重要的參考價值與理論依據(jù)和實踐驗證。
【關(guān)鍵詞】：機械密封 螺旋槽 摩擦副 流場 對比
【學(xué)位授予單位】：西安石油大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TH136
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-7
• 第一章 緒論7-14
• 1.1 課題意義7-8
• 1.2 機械密封起源及改進8-9
• 1.3 機械密封的研究現(xiàn)狀9-12
• 1.3.1 密封端面摩擦的研究9-10
• 1.3.2 流體動壓密封的研究[16~20]10-12
• 1.3.3 機械密封的結(jié)構(gòu)研究[26]12
• 1.4 我國對機械密封的研究存在的主要問題12-13
• 1.5 主要研究內(nèi)容13
• 1.6 技術(shù)路線13-14
• 第二章 機械密封端面基本理論14-21
• 2.1 密封性能的影響因素14-16
• 2.1.1 幾何參數(shù)14-15
• 2.1.2 力學(xué)參數(shù)15-16
• 2.1.3 性能參數(shù)16
• 2.2 計算流體力學(xué)概述16-18
• 2.2.1 CFD 理論16-17
• 2.2.2 基本流動方程17-18
• 2.3 有限體積數(shù)值計算法18-21
• 2.3.1 變量通用方程19
• 2.3.2 有限體積法的特點19-21
• 第三章 普通端面液膜壓力場數(shù)值模擬21-35
• 3.1 理論模型21-22
• 3.1.1 液膜流動形態(tài)分析21-22
• 3.1.2 基本假設(shè)22
• 3.1.3 參數(shù)設(shè)置22
• 3.2 建立平端面計算模型22-25
• 3.2.1 網(wǎng)格劃分23
• 3.2.2 網(wǎng)格生成質(zhì)量檢查23-24
• 3.2.3 無關(guān)性驗證24
• 3.2.4 邊界條件設(shè)置24-25
• 3.3 FLUENT 中對模型的求解25-26
• 3.4 流體膜流場模擬數(shù)值結(jié)果26-29
• 3.4.1 液膜壓力分布27-29
• 3.4.2 液膜速度分布29
• 3.5 不同操作參數(shù)下流體膜壓力場/速度場分布圖29-31
• 3.5.1 相同壓力不同轉(zhuǎn)速下的流體膜壓力分布規(guī)律以及速度矢量圖29-30
• 3.5.2 相同轉(zhuǎn)速不同壓力下流體膜壓力分布規(guī)律以及速度矢量圖30-31
• 3.6 液膜受力計算31-32
• 3.7 泄漏量的數(shù)值求解32-35
• 第四章 螺旋槽密封端面流場數(shù)值模擬分析35-52
• 4.1 螺旋槽動環(huán)表面槽型及參數(shù)35-36
• 4.2 兩種槽型的密封性能數(shù)值求解方法36-37
• 4.3 雙列螺旋槽機械密封三維模型37-46
• 4.3.1 設(shè)定參數(shù)38
• 4.3.2 邊界條件以及網(wǎng)格劃分38-39
• 4.3.3 模擬結(jié)果分析39-46
• 4.4 單列螺旋槽機械密封三維模型46-50
• 4.4.1 邊界條件與網(wǎng)格劃分46
• 4.4.2 壓力分布與速度分布46-48
• 4.4.3 不同槽型的對比分析48
• 4.4.4 螺旋槽端面受力[33][34]48-50
• 4.5 本章小結(jié)50-52
• 第五章 機械密封性能實驗研究及對比分析52-60
• 5.1 實驗?zāi)康?/span>52
• 5.2 實驗設(shè)備及材料用具52-54
• 5.3 實驗參數(shù)測量54
• 5.4 實驗方案54
• 5.5 實驗步驟54-55
• 5.6 實驗結(jié)果與分析55-57
• 5.6.1 實驗結(jié)果55-56
• 5.6.2 泄漏量隨壓力和轉(zhuǎn)速的變化趨勢56-57
• 5.7 模擬結(jié)果與試驗結(jié)果數(shù)據(jù)對比分析57-59
• 5.7.1 試驗數(shù)據(jù)與普通端面模擬結(jié)果的對比分析57-58
• 5.7.2 普通端面與有槽端面之間的密封性能對比58-59
• 5.8 本章小結(jié)59-60
• 第六章 結(jié)論與展望60-62
• 致謝62-63
• 參考文獻63-65
• 攻讀碩士期間發(fā)表的論文65-66
• 詳細摘要66-78

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