本文關(guān)鍵詞：氣液混膜潤滑泵出型螺旋槽機(jī)械密封性能數(shù)值分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：石油化工行業(yè)中存在著大量的易汽化、易燃易爆、劇毒性及高溫液相介質(zhì)泵，普通的機(jī)械密封無法滿足密封要求。近年來，螺旋槽開在端面內(nèi)徑處的泵出型螺旋槽氣膜密封開始獲得應(yīng)用，主要用于密封該類液相介質(zhì)泵等設(shè)備，可實(shí)現(xiàn)被密封介質(zhì)的零泄漏和零逸出。然而，當(dāng)泵出型螺旋槽氣膜密封的阻塞氣壓力低于設(shè)計(jì)壓力時(shí)，液相介質(zhì)可能會(huì)進(jìn)入密封端面間隙，進(jìn)而對流場和密封性能產(chǎn)生影響。 本文以泵出型螺旋槽機(jī)械密封端面間隙流體膜為研究對象，利用Fluent軟件求解三維N-S方程，對密封端面間隙的流場進(jìn)行數(shù)值模擬。首先，模擬泵出型螺旋槽機(jī)械密封端面間隙流體處于純氣相狀態(tài)下的流動(dòng)情況，得到流體動(dòng)壓效應(yīng)下的壓力分布、速度分布以及質(zhì)點(diǎn)跡線；其次，利用VOF模型模擬液相介質(zhì)進(jìn)入泵出型螺旋槽機(jī)械密封端面間隙的流動(dòng)情況，，此時(shí)流體膜處于氣液兩相狀態(tài)且流動(dòng)為非穩(wěn)定流動(dòng)，研究氣液兩相介質(zhì)分布隨時(shí)間的變化規(guī)律；再次，研究表面張力對氣液兩相流動(dòng)過程的影響，主要以膜壓、開啟力、氣液兩相分布等參數(shù)作為判別依據(jù)；最后，求解被密封液相介質(zhì)進(jìn)入密封端面間隙的內(nèi)徑處阻塞氣壓力臨界值，同時(shí)對阻塞氣零壓力時(shí)密封端面間隙兩相流動(dòng)進(jìn)行分析。得出以下結(jié)論：液相介質(zhì)和表面張力均能增強(qiáng)流體動(dòng)壓效應(yīng)，增大氣相介質(zhì)流動(dòng)阻力，降低泵送量；氣液兩相混合，改變了氣液兩相分布、壓力分布、開啟力等密封性能，并使得密封間隙流體流動(dòng)狀態(tài)有從層流向紊流發(fā)展的趨勢；得出阻塞氣壓力臨界值以及阻塞氣零壓力時(shí)被密封液相介質(zhì)流進(jìn)螺旋槽、流至內(nèi)徑邊界處所需要的時(shí)間，為密封輔助系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供了數(shù)據(jù)支持。
【關(guān)鍵詞】：泵出型 機(jī)械密封 氣液混相潤滑 流場 數(shù)值分析
【學(xué)位授予單位】：中國石油大學(xué)（華東）
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：TH136
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 主要符號(hào)表9-11
• 第一章 前言11-13
• 第二章 文獻(xiàn)綜述13-28
• 2.1 機(jī)械密封概述13-17
• 2.1.1 機(jī)械密封基本結(jié)構(gòu)和工作原理13-14
• 2.1.2 機(jī)械密封基本形式14-17
• 2.2 螺旋槽機(jī)械密封17-22
• 2.2.1 螺旋槽機(jī)械密封結(jié)構(gòu)及原理19-21
• 2.2.2 泵出型螺旋槽機(jī)械密封21-22
• 2.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀22-27
• 2.3.1 機(jī)械密封流場研究現(xiàn)狀22-25
• 2.3.2 微通道氣液兩相流動(dòng)研究現(xiàn)狀25-26
• 2.3.3 研究現(xiàn)狀分析26-27
• 2.4 本文研究內(nèi)容27-28
• 第三章 泵出型螺旋槽機(jī)械密封端面間隙模型28-42
• 3.1 理論基礎(chǔ)28-30
• 3.1.1 物理模型28
• 3.1.2 數(shù)學(xué)模型28-30
• 3.2 軟件介紹30
• 3.3 建立模型30-36
• 3.3.1 端面結(jié)構(gòu)及參數(shù)設(shè)置30-32
• 3.3.2 模型建立及邊界條件32-33
• 3.3.3 網(wǎng)格劃分33-34
• 3.3.4 流體膜流動(dòng)狀態(tài)判斷34-36
• 3.4 VOF 模型理論36-41
• 3.4.1 體積分?jǐn)?shù)方程36-39
• 3.4.2 物性參數(shù)39
• 3.4.3 動(dòng)量方程39-40
• 3.4.4 VOF 表面張力模型40-41
• 3.5 本章小結(jié)41-42
• 第四章 純氣相流體膜數(shù)值模擬分析42-49
• 4.1 壓力分布43-44
• 4.2 速度分布44-46
• 4.3 跡線分布46-47
• 4.4 端面剪切力分布47-48
• 4.5 本章小結(jié)48-49
• 第五章 氣液混相流體膜數(shù)值模擬分析49-75
• 5.1 氣液界面表面張力判別49-51
• 5.2 不考慮表面張力的兩相流動(dòng)研究51-63
• 5.2.1 液相介質(zhì)未進(jìn)入螺旋槽時(shí)的流動(dòng)研究51-56
• 5.2.2 液相介質(zhì)進(jìn)入螺旋槽時(shí)的流動(dòng)研究56-63
• 5.3 考慮表面張力的兩相流動(dòng)研究63-74
• 5.3.1 液相介質(zhì)未進(jìn)入螺旋槽時(shí)的流動(dòng)研究63-67
• 5.3.2 液相介質(zhì)進(jìn)入螺旋槽時(shí)的流動(dòng)研究67-74
• 5.4 本章小結(jié)74-75
• 第六章 阻塞氣臨界壓力求解與零壓力流動(dòng)分析75-79
• 6.1 阻塞氣臨界壓力求解計(jì)算75
• 6.2 阻塞氣零壓力流動(dòng)分析75-78
• 6.3 本章小結(jié)78-79
• 結(jié)論79-81
• 參考文獻(xiàn)81-85
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的學(xué)術(shù)成果85-86
• 致謝86

【參考文獻(xiàn)】

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  本文關(guān)鍵詞：氣液混膜潤滑泵出型螺旋槽機(jī)械密封性能數(shù)值分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：408044