天然氣離心式壓縮機(jī)干氣密封動(dòng)環(huán)的數(shù)值模擬
發(fā)布時(shí)間:2021-02-09 21:21
干氣密封技術(shù)起源于國(guó)外,是在機(jī)械密封動(dòng)環(huán)端面上開(kāi)設(shè)動(dòng)壓槽以及設(shè)置相應(yīng)的輔助密封系統(tǒng),來(lái)實(shí)現(xiàn)軸端非接觸密封。雖然干氣密封技術(shù)是由機(jī)械密封技術(shù)改造發(fā)展而來(lái)的,但相比于機(jī)械密封,它擁有顯著的優(yōu)勢(shì)。因?yàn)槠錇榉墙佑|式密封,所以磨損和能耗較小、可以應(yīng)用于高速旋轉(zhuǎn)設(shè)備的軸端密封。因而,近幾年干氣密封在我國(guó)發(fā)展的極為迅速,特別是在石油化工設(shè)備離心式壓縮機(jī)上。但因?yàn)楦蓺饷芊饧夹g(shù)的研究,大多數(shù)來(lái)源于國(guó)外,在國(guó)內(nèi)的發(fā)展還相對(duì)落后。因此,干氣密封技術(shù)的研究對(duì)提高我國(guó)密封技術(shù)具有深遠(yuǎn)的意義。本文提出一種新型具有連通環(huán)槽螺旋槽干氣密封(已發(fā)表專(zhuān)利),是在螺旋槽干氣密封動(dòng)環(huán)上增設(shè)一個(gè)連通環(huán)槽,把所有的動(dòng)壓槽連接起來(lái),讓每一個(gè)動(dòng)壓槽之間都相互連通。利用Fluent數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)研究相結(jié)合的方法來(lái)進(jìn)行干氣密封的研究。數(shù)值模擬研究部分,利用Gambit建立計(jì)算流域的幾何模型、網(wǎng)格劃分和邊界設(shè)置。最后將所建模型導(dǎo)入Fluent模擬軟件,在給定操作參數(shù)下,對(duì)模型進(jìn)行模擬計(jì)算,通過(guò)對(duì)模擬結(jié)果分析得到:發(fā)現(xiàn)有連通環(huán)槽螺旋槽干氣密封密封端面氣膜壓力分布更均勻;對(duì)不同幾何參數(shù)有連通環(huán)槽螺旋槽干氣密封的模擬結(jié)果進(jìn)行分析,得出連通環(huán)槽寬...
【文章來(lái)源】:西安石油大學(xué)陜西省
【文章頁(yè)數(shù)】:66 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
干氣密封在離心式壓縮機(jī)上的應(yīng)用干氣密封技術(shù)來(lái)源于國(guó)外,在國(guó)外發(fā)展的較好,但在我國(guó)正處在開(kāi)始階
西安石油大學(xué)碩士學(xué)位論文6ro:動(dòng)環(huán)外徑ri:動(dòng)環(huán)內(nèi)徑rhi:連通環(huán)槽內(nèi)徑rho:連通環(huán)槽外徑α:螺旋角θ:螺旋線轉(zhuǎn)角圖1-2有連通環(huán)槽螺旋槽本文的主要研究?jī)?nèi)容:1.對(duì)干氣密封的基本結(jié)構(gòu)和工作原理進(jìn)行深入研究,并學(xué)習(xí)干氣密封相關(guān)密封性能參數(shù)的計(jì)算和影響干氣密封密封性能的相關(guān)參數(shù)。參考文獻(xiàn)中螺旋槽干氣密封的基本結(jié)構(gòu)尺寸,設(shè)計(jì)出矩形、三角形和梯形截面連通環(huán)槽螺旋槽干氣密封。2.利用Gambit軟件對(duì)有連通環(huán)槽螺旋槽和無(wú)連通環(huán)槽螺旋槽干氣密封計(jì)算流域建立三維幾何模型,并導(dǎo)入Fluent模擬軟件進(jìn)行計(jì)算,得到密封端面氣膜的壓力分布、開(kāi)啟力、泄漏量和剛度,并對(duì)其進(jìn)行分析。3.改變矩形截面連通環(huán)槽螺旋槽干氣密封的幾何參數(shù),得到不同幾何參數(shù)下矩形截面連通環(huán)槽螺旋槽干氣密封密封端面氣膜的壓力分布、開(kāi)啟力、泄漏量和剛度。并對(duì)這些性能參數(shù)進(jìn)行分析,得出有連通環(huán)槽螺旋槽干氣密封的最優(yōu)幾何參數(shù)。4.改變連通環(huán)槽的截面槽型,得到不同截面槽型連通環(huán)槽螺旋槽干氣密封密封端面氣膜的壓力分布、開(kāi)啟力、泄漏量和剛度。并對(duì)這些性能參數(shù)進(jìn)行對(duì)比分析,得出不同截面槽型連通環(huán)槽螺旋槽干氣密封的適用工況。5.將模擬得到的數(shù)據(jù)與實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析,驗(yàn)證模擬結(jié)果的正確性。
干氣密封研究基礎(chǔ)7第二章干氣密封研究基礎(chǔ)干氣密封是最常見(jiàn)的高速旋轉(zhuǎn)軸端密封技術(shù),它是利用流體力學(xué)原理,以氣體作為密封介質(zhì),通過(guò)開(kāi)設(shè)在干氣密封動(dòng)環(huán)端面上的動(dòng)壓槽產(chǎn)生動(dòng)壓效應(yīng),來(lái)達(dá)到密封端面的非接觸運(yùn)轉(zhuǎn)。與常見(jiàn)機(jī)械密封技術(shù)相比較,其磨損率和能源消耗較孝還可以應(yīng)用于高速旋轉(zhuǎn)的軸端密封。因而,近幾年干氣密封在我國(guó)發(fā)展的極為迅速,特別是在石油化工設(shè)備離心式壓縮機(jī)上。2.1干氣密封系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)干氣密封系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)如圖2-1所示,其主要部件有靜環(huán)、動(dòng)環(huán)、O型圈、加載彈簧、彈簧座、靜環(huán)支座等。靜環(huán)常用具有自潤(rùn)滑特性的材料制造,靜環(huán)在靜環(huán)支坐上安裝,需要利用O型圈來(lái)進(jìn)行二次密封,保證被密封氣體的不泄露。動(dòng)環(huán)常用硬度高且具有耐磨特性的材料制造,如不銹鋼、鎢化硅等材料,動(dòng)環(huán)是被固定在旋轉(zhuǎn)軸上,和旋轉(zhuǎn)軸一起旋轉(zhuǎn)的。如圖2-2所示,為最常見(jiàn)的螺旋槽干氣密封動(dòng)環(huán),其特別之處在于端面上加工有深度為2~10μm的螺旋形溝槽。圖2-1干氣密封系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]干氣密封技術(shù)研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J]. 張?jiān)坪? 化工管理. 2015(27)
[2]螺旋槽干氣密封性能參數(shù)的測(cè)試技術(shù)及試驗(yàn)研究[J]. 俞樹(shù)榮,曹興巖,丁雪興,張偉政,韓明君. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2012(19)
[3]螺旋槽泵出型干氣密封端面氣膜壓力近似解析計(jì)算[J]. 宋鵬云,丁志浩. 潤(rùn)滑與密封. 2011(04)
[4]干氣密封的選用及失效分析[J]. 姚新華,何耀輝. 潤(rùn)滑與密封. 2011(04)
[5]干氣密封發(fā)展概況及其特性分析[J]. 劉飛,朱維兵. 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造. 2010(11)
[6]機(jī)械密封端面接觸狀態(tài)測(cè)控技術(shù)[J]. 王和順,陳次昌,黃澤沛,王新霖. 潤(rùn)滑與密封. 2005(03)
[7]機(jī)械密封技術(shù)最新進(jìn)展[J]. 陳建鑫,楊林娟. 南通職業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(綜合版). 2004(04)
[8]泵用無(wú)泄漏非接觸式機(jī)械密封技術(shù)[J]. 李盡亮,郝木明. 煉油設(shè)計(jì). 2001(07)
[9]抽空狀態(tài)下機(jī)械密封端面狀況的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 張繼革,段慧玲,彭慧芬. 石油機(jī)械. 1999(11)
[10]直線槽端面氣體密封分析計(jì)算[J]. 胡丹梅,吳宗祥. 流體機(jī)械. 1996(09)
本文編號(hào):3026254
【文章來(lái)源】:西安石油大學(xué)陜西省
【文章頁(yè)數(shù)】:66 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
干氣密封在離心式壓縮機(jī)上的應(yīng)用干氣密封技術(shù)來(lái)源于國(guó)外,在國(guó)外發(fā)展的較好,但在我國(guó)正處在開(kāi)始階
西安石油大學(xué)碩士學(xué)位論文6ro:動(dòng)環(huán)外徑ri:動(dòng)環(huán)內(nèi)徑rhi:連通環(huán)槽內(nèi)徑rho:連通環(huán)槽外徑α:螺旋角θ:螺旋線轉(zhuǎn)角圖1-2有連通環(huán)槽螺旋槽本文的主要研究?jī)?nèi)容:1.對(duì)干氣密封的基本結(jié)構(gòu)和工作原理進(jìn)行深入研究,并學(xué)習(xí)干氣密封相關(guān)密封性能參數(shù)的計(jì)算和影響干氣密封密封性能的相關(guān)參數(shù)。參考文獻(xiàn)中螺旋槽干氣密封的基本結(jié)構(gòu)尺寸,設(shè)計(jì)出矩形、三角形和梯形截面連通環(huán)槽螺旋槽干氣密封。2.利用Gambit軟件對(duì)有連通環(huán)槽螺旋槽和無(wú)連通環(huán)槽螺旋槽干氣密封計(jì)算流域建立三維幾何模型,并導(dǎo)入Fluent模擬軟件進(jìn)行計(jì)算,得到密封端面氣膜的壓力分布、開(kāi)啟力、泄漏量和剛度,并對(duì)其進(jìn)行分析。3.改變矩形截面連通環(huán)槽螺旋槽干氣密封的幾何參數(shù),得到不同幾何參數(shù)下矩形截面連通環(huán)槽螺旋槽干氣密封密封端面氣膜的壓力分布、開(kāi)啟力、泄漏量和剛度。并對(duì)這些性能參數(shù)進(jìn)行分析,得出有連通環(huán)槽螺旋槽干氣密封的最優(yōu)幾何參數(shù)。4.改變連通環(huán)槽的截面槽型,得到不同截面槽型連通環(huán)槽螺旋槽干氣密封密封端面氣膜的壓力分布、開(kāi)啟力、泄漏量和剛度。并對(duì)這些性能參數(shù)進(jìn)行對(duì)比分析,得出不同截面槽型連通環(huán)槽螺旋槽干氣密封的適用工況。5.將模擬得到的數(shù)據(jù)與實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析,驗(yàn)證模擬結(jié)果的正確性。
干氣密封研究基礎(chǔ)7第二章干氣密封研究基礎(chǔ)干氣密封是最常見(jiàn)的高速旋轉(zhuǎn)軸端密封技術(shù),它是利用流體力學(xué)原理,以氣體作為密封介質(zhì),通過(guò)開(kāi)設(shè)在干氣密封動(dòng)環(huán)端面上的動(dòng)壓槽產(chǎn)生動(dòng)壓效應(yīng),來(lái)達(dá)到密封端面的非接觸運(yùn)轉(zhuǎn)。與常見(jiàn)機(jī)械密封技術(shù)相比較,其磨損率和能源消耗較孝還可以應(yīng)用于高速旋轉(zhuǎn)的軸端密封。因而,近幾年干氣密封在我國(guó)發(fā)展的極為迅速,特別是在石油化工設(shè)備離心式壓縮機(jī)上。2.1干氣密封系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)干氣密封系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)如圖2-1所示,其主要部件有靜環(huán)、動(dòng)環(huán)、O型圈、加載彈簧、彈簧座、靜環(huán)支座等。靜環(huán)常用具有自潤(rùn)滑特性的材料制造,靜環(huán)在靜環(huán)支坐上安裝,需要利用O型圈來(lái)進(jìn)行二次密封,保證被密封氣體的不泄露。動(dòng)環(huán)常用硬度高且具有耐磨特性的材料制造,如不銹鋼、鎢化硅等材料,動(dòng)環(huán)是被固定在旋轉(zhuǎn)軸上,和旋轉(zhuǎn)軸一起旋轉(zhuǎn)的。如圖2-2所示,為最常見(jiàn)的螺旋槽干氣密封動(dòng)環(huán),其特別之處在于端面上加工有深度為2~10μm的螺旋形溝槽。圖2-1干氣密封系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]干氣密封技術(shù)研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J]. 張?jiān)坪? 化工管理. 2015(27)
[2]螺旋槽干氣密封性能參數(shù)的測(cè)試技術(shù)及試驗(yàn)研究[J]. 俞樹(shù)榮,曹興巖,丁雪興,張偉政,韓明君. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2012(19)
[3]螺旋槽泵出型干氣密封端面氣膜壓力近似解析計(jì)算[J]. 宋鵬云,丁志浩. 潤(rùn)滑與密封. 2011(04)
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[5]干氣密封發(fā)展概況及其特性分析[J]. 劉飛,朱維兵. 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造. 2010(11)
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[7]機(jī)械密封技術(shù)最新進(jìn)展[J]. 陳建鑫,楊林娟. 南通職業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(綜合版). 2004(04)
[8]泵用無(wú)泄漏非接觸式機(jī)械密封技術(shù)[J]. 李盡亮,郝木明. 煉油設(shè)計(jì). 2001(07)
[9]抽空狀態(tài)下機(jī)械密封端面狀況的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 張繼革,段慧玲,彭慧芬. 石油機(jī)械. 1999(11)
[10]直線槽端面氣體密封分析計(jì)算[J]. 胡丹梅,吳宗祥. 流體機(jī)械. 1996(09)
本文編號(hào):3026254
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