电磁驱动式中间环转速可控型机械密封性能研究

发布时间：2017-04-03 13:19

  本文关键词：电磁驱动式中间环转速可控型机械密封性能研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：干气密封作为一种新型的密封，与其他密封相比具有低功耗、长寿命等优点，目前在透平压缩机上已经取得广泛的应用。但是将干气密封应用在反应釜等低转速旋转机器上时，存在开启困难以及轴向窜动较大等问题。因此，研究低转速低压工况下干气密封的性能，合理的设计干气密封的结构，，具有重要的意义。 本文基于中国专利CN201020155964.0发明的一种中间旋转环机械密封装置，讨论了中间环密封的原理，根据中间环密封的原理提出了一种中间环的驱动方式—永磁驱动，在此基础上对该结构进行了一定的设计。通过对传统驱动形式的分析，选择了一种中间环的驱动形式—永磁驱动，并进行了驱动机构的整体结构设计以及安装的设计。并提出了在此中间环密封设计中可能存在的问题，同时完成了给定工况下中间环驱动机构主要额定参数及尺寸的计算，为进一步完善中间环密封奠定了一定的基础。 分析了流体力学的基本研究方法，通过对流体力学的简要介绍，选择了当前应用最广的流体力学研究方法—CFD法。根据计算流体力学的基本理论，对中间环螺旋槽干气密封流体膜计算的基本控制方程以及求解方法进行了分析，在此基础上确定并选择了中间环螺旋槽干气密封流体膜的数值计算方法。通过对中间旋转环机械密封端面流场的特点的分析，利用CFD分析软件Fluent，建立了中间环螺旋槽干气密封端面流场的三维数学模型，模拟分析了在不同旋转速度以及不同外径压力等工况条件下对中间环密封性能的影响以及流体膜压力分布等变化情况。 本文主要对电磁驱动式中间环转速可控型机械密封的密封原理进行了分析，对中间环的驱动形式进行了计算和设计。分析了不同工况参数和流体膜厚度下承载力的分布，以及泄漏量的变化情况，为下一步的研究提供参考。
【关键词】：干气密封 中间环 电磁驱动 压力分布 泄漏量
【学位授予单位】：西华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH136
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-17
• 1.1 本课题的研究背景和意义9-10
• 1.1.1 本课题的研究背景9-10
• 1.1.2 本课题的研究意义10
• 1.2 国内外研究现状10-12
• 1.2.1 国外相关领域的研究情况10-11
• 1.2.2 国内相关领域的研究情况11-12
• 1.3 密封基本概况12-15
• 1.3.1 密封的分类12-13
• 1.3.2 动压密封简介13-15
• 1.4 本课题研究的主要内容15
• 1.5 本章小结15-17
• 2 中间环驱动形式的选择分析及尺寸计算17-32
• 2.1 驱动形式的选择及分析17-19
• 2.1.1 驱动形式的选择17
• 2.1.2 安装的结构特性17-19
• 2.2 驱动机构的结构设计19-21
• 2.3 性能与讨论21-23
• 2.3.1 速度的调节21-22
• 2.3.2 存在的问题22-23
• 2.4 给定工况下算例计算与设计23-31
• 2.5 本章小结31-32
• 3 中间环密封气膜分析理论基础32-44
• 3.1 流体力学概述32-33
• 3.2 计算流体力学基础33-35
• 3.2.1 CFD 概述33-34
• 3.2.2 计算流体力学的求解过程34-35
• 3.3 数学模型和控制方程的建立35-39
• 3.3.1 数学模型35-37
• 3.3.2 控制方程37-39
• 3.4 湍流模型39-40
• 3.5 控制方程的数值解法40-42
• 3.6 边界条件42-43
• 3.7 本章小结43-44
• 4 基于 Fluent 的中间环密封性能数值分析44-62
• 4.1 FLUENT 软件简介44-46
• 4.2 计算模型的建立46-48
• 4.3 CFD 的计算过程48-52
• 4.3.1 建立计算模型48
• 4.3.2 网格的划分48-49
• 4.3.3 边界条件的设置49-51
• 4.3.4 Fluent 中对模型的求解51-52
• 4.4 流体膜性能计算52-53
• 4.5 算例分析53-55
• 4.5.1 基本参数53
• 4.5.2 气膜压力分布及分析53-55
• 4.6 工况参数对密封性能的影响55-61
• 4.6.1 转速不同时密封性能的分析55-58
• 4.6.2 不同外径压力对密封性能的影响58-61
• 4.7 本章小结61-62
• 5 结论与展望62-64
• 5.1 完成的主要工作及结论62-63
• 5.2 展望63-64
• 参考文献64-67
• 攻读硕士学位期间学术论文及科研情况67-68
• 致谢68-69

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：284395