高速气液两相动压式密封性能研究

发布时间：2017-12-02 14:21

  本文关键词：高速气液两相动压式密封性能研究

  更多相关文章： 气液两相润滑 低液气比 高液气比 动压密封性能 变压差运行 启动性能

【摘要】：针对高速旋转的润滑场合,气液两相润滑技术由于其高效性、精确性及经济性,成为很有前途的润滑方式。但是现采用的密封在气液两相润滑工况下存在泄漏量大、适用性弱及可靠性差等问题,制约着两相润滑的发展。本文提出利用流体动压效应的气液两相动压密封,以满足高转速、低泄漏、运行可靠的要求。本文针对不同液气比工况,从密封端面气液两相流场分布、结构参数优化、变压差运行及启动性能等方面研究了气液两相动压密封的稳态性能。针对低液气比动压密封的研究,假设微小液滴在气体中均匀分布,通过建立单个物理模型得到动压密封端面间气液两相流体的等效黏度和等效密度,推导出气液两相流体压力控制方程,并利用有限元方法,借助MATLAB编写程序求解控制方程得到密封端面间气液两相流体的压力分布,进而求得在实际工作运行下的性能参数。利用FLUENT软件的DPM模型分析动压密封端面流动情况,验证了推导的气液两相流体压力控制方程和MATLAB编程求解结果的正确性。利用MATLAB编写有限元程序求解控制方程的方法分析了动压密封性能随操作参数的变化规律,采用正交试验方法综合分析螺旋槽结构参数对密封性能的影响规律,得到结构参数的最优组合。分析了在-0.02MPa～0.05MPa的变压差运行工况下的工作状态及动压密封的启动过程。分析结果表明：在变压差范围内,能够维持开启力和闭合力动态平衡,并且工作膜厚都在合适的范围内。利用FLUENT软件的MIXTURE求解方法,建立了密封端面间隙流动区域模型,得到了端面间隙流场分布情况,对比研究了外径侧开槽和内径侧开槽两种结构,研究得到考虑较高的流体膜刚度及开启力,建议外径侧开槽结构,考虑较低的泄漏量和摩擦扭矩,建议内径侧开槽结构,并研究了操作参数和结构参数对密封性能的影响规律。分析了在-0.02MPa～0.05MPa的变压差运行工况下的运行状态和启动过程。分析结果表明：在变压差范围内,能够维持开启力和闭合力动态平衡,并且工作膜厚都在合适的范围内,启动过程分析表明外径侧开槽结构更容易开启。自主研制气液两相动压密封试验装置,搭建动压密封试验系统,并进行了静压试验和运转试验。试验结果表明：自主研制的气液两相动压密封设计和安装是合理的,将试验数据与理论计算的结果进行对比分析,验证了数值分析的正确性。本文通过对高速气液两相动压密封的性能分析和试验研究,表明了在气液两相润滑工况下采用动压密封的可行性。高速气液两相动压密封的研究为气液两相润滑的应用与发展奠定了基础,为动压密封的工程运用扩宽了领域,丰富了微间隙气液两相流的理论研究。
【学位授予单位】：北京化工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TB42

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 陈振华;;金属粉末动压成型的理论研究[J];中南矿冶学院学报;1983年01期

2 韩惠霖,李玉麟,汤林,杨明春;高动压标定激波管[J];计量学报;1983年01期

3 韩惠霖;论高动压标定激波管[J];浙江大学学报;1986年05期

4 张兆瑞;;静动压混合轴承在设备改造中的应用[J];机械工艺师;1986年12期

5 陈国琳,黄亚农,刘义成;动压阻尼器设计及仿真分析[J];舰船科学技术;2000年06期

6 王学浩;关于动压推力轴承和动压导轨计算公式错误的订正[J];机床;1979年09期

7 闻讯;动压冲击造型法[J];汽车工艺与材料;1996年09期

8 程传煜 ,朱新民;H形动压气浮轴承的超精密加工[J];机床;1990年10期

9 彭常贤;空气动压探头的动态响应研究[J];气动实验与测量控制;1991年01期

10 王喜春;苏华;宗兆科;;周向收敛型动压式指尖密封的结构优化及其动态性能仿真[J];航空学报;2011年02期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 宁伟文;文豪;罗军帅;;高应力低综采面巷道动压区高强支护技术的改革与应用[A];第六届全国煤炭工业生产一线青年技术创新文集[C];2011年

2 杨占秋;;千米深部高应力区开采动压灾害的防治实践[A];全国煤炭工业生产一线青年技术创新文集[C];2007年

3 L Borgesson;冉崇辉;;动压和静压力灌浆中浆液的渗透模拟[A];岩石与混凝土灌浆译文集[C];1995年

4 陈国琳;黄亚农;刘义成;;动压阻尼器设计及仿真分析[A];第一届全国流体动力及控制工程学术会议论文集[C];2000年

5 秦和平;;柱型动压马达吸合效应机理分析及解决方法[A];2010年惯性技术 发展动态 发展方向研讨会文集[C];2010年

6 吴拥政;康红普;林健;;强烈动压条件下全长预应力全断面锚索支护研究[A];第四届全国煤炭工业生产一线青年技术创新文集[C];2009年

7 李夕兵;古德生;赖海辉;;冲击载荷下散体岩料的动压固效果[A];第三届全国岩石动力学学术会议论文选集[C];1992年

8 刘钦德;;动压下掘进巷道支护技术研究与工程实践[A];中国软岩工程与深部灾害控制研究进展——第四届深部岩体力学与工程灾害控制学术研讨会暨中国矿业大学（北京）百年校庆学术会议论文集[C];2009年

9 刘春桥;柏建彪;;二次回采动压下窄煤柱送巷技术研究[A];2010内蒙古煤炭工业科学发展高层论坛论文集[C];2010年

10 金文荣;钱传衢;陈兰芳;;悬臂型弹性薄片动压气体轴颈轴承的应用研究(Ⅲ)[A];第五届全国摩擦学学术会议论文集（下册）[C];1992年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 陈朦朦;动压悬浮式微型泵的设计及优化[D];清华大学;2013年

2 季旭颖;爆炸场风动压测试方法研究[D];南京理工大学;2015年

3 黄争;半球型动压气浮轴承润滑机理研究与性能优化[D];湖南大学;2016年

4 李小芬;高速气液两相动压式密封性能研究[D];北京化工大学;2016年

5 刘磊;鲍店矿远距离动压灌浆系统研究[D];西安科技大学;2013年

6 苏皓;动压横流固液分离装置理论与试验的研究[D];昆明理工大学;2008年

7 李庆文;动压条件下巷道失稳机理及支护技术研究[D];安徽理工大学;2010年

8 许鹏宇;动压马达驱动电源系统的研制[D];哈尔滨工业大学;2011年

9 刘文龙;基于CCOS技术的盘式动压抛光工艺理论研究[D];天津大学;2014年

10 武书泉;灵新煤矿动压条件下巷道支护技术研究[D];西安科技大学;2011年

，

本文编号：1245210