波纹管机械密封的热动力学行为及流场研究.pdf

兰州理工大学
硕士学位论文
波纹管机械密封的热动力学行为及流场研究
姓名:陈德林
申请学位级别:硕士
专业:化工过程机械
指导教师:李超;丁雪兴
20070401
摘要从热一结构耦合稳态和流动场二个角度建立了计算机械密封性能的有限元模型,并算中需要注意的问题。应用热一结构耦合法给出了密封静环的温度场分布和热应力关键词:机械密封;热一结构耦合分析;摩擦热;热稳态分析;流动场分析在机械密封装置中,机械密封动静环接触面上的摩擦热容易造成干摩擦或产生较大的温度梯度,从而使密封环内产生过大的热应力并出现热裂纹,严重影响机械密封的性能。本文基于砑教ǎ酆瞎谕庠诨得芊庑阅芾砺垩芯康男鲁晒对温度场,热应力,速度场做了分析研究。首先本文基于有限元模型,将机械密封静环简化为轴对称模型,用有限单元法求解其稳态温度场及热应力场的数值结果。在建立了计算机械密封环的物理模型之后,介绍了用轴对称问题的有限单元法求解温度场及应力场的具体过程,并指出了在计防漏问题是机械密封的根本,泄漏量的计算显得尤为重要,所以对密封间隙的流动场的研究具有现实意义。在流动场分析中,利用砑那按沓绦騊,,自底向上的建模方法建立有限元模型。经过单元类型选择,流体参数的确定,几何建模,单元生成等步骤,建立流动场的有限元分析模型,并对有限元的模型进行网格划分,给出了密封间隙的速度场分布和压力的分布规律。对于机械密封的设计和制造具有理论指导和现实意义。分布规律。硕士学位论文
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:一夕锄僻垆落谢日期:晔孪θ⒈C芸冢凇!D杲饷芎笫视帽臼谌ㄊ椤兰州理工大学学位论文原创性声明学位论文版权使用授权书Аⅲ本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名:本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权兰州理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于⒉槐C芏凇朐谝陨舷嘤Ψ娇蚰诖颉啊獭日期:日日月月,
,笾笛杆偬岣叩机械端面密封且恢种嵯蚨嗣婷芊猓渤苹得封,或端面密封,是常用的旋转轴密封,尤其在石油化工装置中应用极为普遍。与其它密封相比,它具有泄漏少、摩擦磨损小、使用寿命长、可靠性好、无需日常维护等特点。因此,┐螅罡叽妫涞环境下也能可靠地工作;,许多高压、高温、高速、易燃、易爆、,直到年才开始用于轴端密封;年汽轮机密封采用了可移动的密封环密封;年出现了汽轮机上使用双端面密封的专利;年出现了单端面机械密封专利;年小型家用冷冻压缩机和汽车上水泵的轴封采用了机械密封;年采用机械密封在一定程度上解决轻烃泵的密封问题。白年起主要改进密封面材料。年出现了陶瓷、石墨、硬质合金材料的密封,加工精度也大为提高,表面精度从提高到到。同时在结构上出现了平衡型机械密封、中间环密封和其它专利的机械密封。年美国&公司制造出世界上第一套焊接波纹管机械密封并用于航空中。目前国际上己有不少专门从事研究、生产和销售机械密封产品的学术团体与跨国公司,如英国流体机械学会,美国的公司以及日本的皮拉公司等。国内从年代开始认识、使用机械密封,随后陆续开始生产、研究。形成了一定的研究、设计和生产能力⒘艘幌盗斜曜糩。在常规机械密封的设计、生产方面己接近,但在产品规格、高性能材料、高参数机械密封方面,与国外仍有很大差距。~年出现了高参数的热流体动力楔密封及各种非接触式流体静压密封和流体动压密封。此时机械密封在美国己得到普及和推广,并用到石油和化学工业中。此阶段在流体动压润滑和流体静压润滑等理论指导下,引用轴承等方面先进技术,机械密封不仅出现了各种高参数和新结构的接触和非接触式机械密封,同时能满足各种各样要求的组合式密封。在接触式密封方面,由于核电和宇航的需要,高参数的机械密封发展很快,在新结构、新型式密封不断出现,诸如弹性变形波度密封,中间多环密封、窄带接触/硕士学位论文
密封、剖分环密封、集装式密封、监控密封等。到本世纪年代出现了非接触式密封,诸如周向圆