高速磁性液体密封性能研究
发布时间：2021-11-22 07:23
在中微子实验中,液闪的制备是重要的环节,其中离心萃取机的密封因其高线速工况、高清洁度要求成为亟待解决的技术难题。磁性液体密封具有零泄漏、耐高速、无污染、可靠性高和使用寿命长等优点,成为了解决离心萃取机密封问题的重要研究课题。本论文为解决高速磁性液体密封问题,从理论、仿真以及实验等方面进行探索线速度、温度、转矩、压力之间的关系,得到高速磁性液体密封性能。针对高速磁性液体密封所面临的问题,提出有效的解决方案。本论文进行了以下研究:（1）对比多种基载液和表面活性剂的磁性液体,最终选用性价比较高的酯基磁性液体。通过测定酯基磁性液体在不同体积下的质量得到其密度,并通过磁强计测得酯基磁性液体的饱和磁化强度。采用流变仪测得酯基磁性液体的流变学性能,得到剪切速率对磁性液体黏度变化影响较小,温度对其变化影响较大。（2）搭建了平面密封实验台,通过理论与实验结合,探索了磁性液体密封机理和失效机理。得出磁性液体密封性能受间隙大小、磁液体积量、级数影响,实验观察到密封失效分为两个阶段,分别是微泄漏阶段和液膜破裂阶段。（3）为进行高速工况下密封探索,设计了高速磁性液体密封实验装置。采用ANSYS对极靴的齿形、间隙...
【文章来源】：北京交通大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：115 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
磁性液体组成
国内的磁性液体制备才崭露头角。??１９７７年，为促进磁性液体的繁荣发展，Ｂ．Ｍ．Ｂｅｒｋｏｖｓｋｙ在意大利组织召开第??一届有关磁性液体的国际大会，此后逢三年举行一次，国内磁性液体兴起后，李??德才等国内磁性液体领域知名专家也被受邀参会。１９８５年，英国剑桥大学学者??Ｒ．Ｅ．Ｒｏｓｅｎｓｗｅｉｇ发表了巨著《Ｆｅｒｒｏｈｙｄｒｏｄｙｎａｍｉｃｓ》，标志着磁性液体成为一门独立??的研宄领域，也成为了国内外从事磁性液体领域研宄的工作者必读刊物。磁性液??体发展至今己有近七十年的历史，研宄领域在不断拓展，其在真空、中低压差以??及中低转速的密封方面己趋于成熟，然而在高速领域还有许多亟待解决的问题。??Ｍ．Ｏｌｕｔｓｅｔ等人进行了真空高速磁性液体密封实验研宄，探索了在高速工况下??极齿加工在轴上和极靴上的密封性能，以及在不同转速下其温升情况。如图１－３??所示，研究了极齿开在不同位置的密封结构。实验表明，极齿加工在转轴上磁性??液体密封的结果要优于极齿加工在极靴上。随着线速度的提高，温度也伴随上升。??随着温度的上升，磁性液体的黏度也与常温下的黏度有很大的区别。然而温度并??非影响磁液黏度的唯一因素，实验表明磁性液体的黏度也与转速有关即剪切速率??有关，当转速大于ｌ〇ｍ／Ｓ时转速对黏度的影响比较明显。并且还指出风冷和水冷??难以有效降低工作温度，密封能力不能有效提高［５９］。??
?＾???Ｖ．Ｋ．Ｒａｋｈｕｂａ指出当转速达到２０ｍ／ｓ时，磁性液体的密封能力下降，当转速达??到７０ｍ／Ｓ时，磁性液体密封失效，难以保证有效使用。他还指出在高速情况下极??齿加工在轴上或旋转部件表面密封效果较好。作者以梯形齿角度为变量来探索角??度变化对密封耐压的影响，得出梯形角在４５°时耐压能力较高，在３０°和４５°时??与实际相符［６Ｇ］，结构如图１－４所示。??
【参考文献】：
期刊论文
[1]机械密封失效分析及预防探讨[J]. 张娜. 内燃机与配件. 2019(06)
[2]离心萃取机在铜冶炼污酸废液回收铼中的应用[J]. 张曼曼,张德友,陈崔龙,方毅. 矿冶. 2018(06)
[3]气膜浮环密封特性参数的影响因素分析[J]. 马利军,李双喜,马也,张秋翔,蔡纪宁. 流体机械. 2018(10)
[4]磁性液体旋转密封的关键问题研究进展[J]. 李德才,郝都. 真空科学与技术学报. 2018(07)
[5]圆筒式离心萃取机转子及辅助支撑的设计研究[J]. 王怀文,施亮. 通用机械. 2017(12)
[6]涨圈高速旋转密封装置失效分析研究[J]. 白忠恺. 现代机械. 2017(04)
[7]磁性液体润滑技术的进展简述[J]. 杨金霖,黄巍. 表面技术. 2017(06)
[8]磁性液体密封与机械密封组合密封技术研究[J]. 朱姗姗,李德才,王智森,杨晓雪. 功能材料. 2017(02)
[9]高转速磁性液体密封结构的优化设计[J]. 吴旭东,刘同冈,费菲,龚德明. 润滑与密封. 2016(08)
[10]转轴转速对磁流体液体动密封耐压能力影响的实验研究[J]. 王虎军,李德才,何新智,王四棋. 真空科学与技术学报. 2016(08)
博士论文
[1]用于密封液体的磁流体旋转密封的理论及实验研究[D]. 王虎军.北京交通大学 2018
硕士论文
[1]苏联对切尔诺贝利事故的紧急应对策略研究[D]. 张菊萍.华东师范大学 2018
[2]一种基于梯形泄漏通道模型的O型圈密封系统性能分析及优化方法研究[D]. 张朝贺.浙江大学 2018
[3]全氟碳油基磁性液体的制备及性能研究[D]. 鲁一宁.沈阳工业大学 2017
[4]不同载液高稳定磁性液体的制备及性能研究[D]. 赵树春.山东大学 2017
[5]高速泵关键技术研究[D]. 马腾.长春理工大学 2017
[6]涨圈高速旋转密封装置及实验研究[D]. 王文涛.华南理工大学 2010
本文编号：3511212
【文章来源】：北京交通大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：115 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
磁性液体组成
国内的磁性液体制备才崭露头角。??１９７７年，为促进磁性液体的繁荣发展，Ｂ．Ｍ．Ｂｅｒｋｏｖｓｋｙ在意大利组织召开第??一届有关磁性液体的国际大会，此后逢三年举行一次，国内磁性液体兴起后，李??德才等国内磁性液体领域知名专家也被受邀参会。１９８５年，英国剑桥大学学者??Ｒ．Ｅ．Ｒｏｓｅｎｓｗｅｉｇ发表了巨著《Ｆｅｒｒｏｈｙｄｒｏｄｙｎａｍｉｃｓ》，标志着磁性液体成为一门独立??的研宄领域，也成为了国内外从事磁性液体领域研宄的工作者必读刊物。磁性液??体发展至今己有近七十年的历史，研宄领域在不断拓展，其在真空、中低压差以??及中低转速的密封方面己趋于成熟，然而在高速领域还有许多亟待解决的问题。??Ｍ．Ｏｌｕｔｓｅｔ等人进行了真空高速磁性液体密封实验研宄，探索了在高速工况下??极齿加工在轴上和极靴上的密封性能，以及在不同转速下其温升情况。如图１－３??所示，研究了极齿开在不同位置的密封结构。实验表明，极齿加工在转轴上磁性??液体密封的结果要优于极齿加工在极靴上。随着线速度的提高，温度也伴随上升。??随着温度的上升，磁性液体的黏度也与常温下的黏度有很大的区别。然而温度并??非影响磁液黏度的唯一因素，实验表明磁性液体的黏度也与转速有关即剪切速率??有关，当转速大于ｌ〇ｍ／Ｓ时转速对黏度的影响比较明显。并且还指出风冷和水冷??难以有效降低工作温度，密封能力不能有效提高［５９］。??
?＾???Ｖ．Ｋ．Ｒａｋｈｕｂａ指出当转速达到２０ｍ／ｓ时，磁性液体的密封能力下降，当转速达??到７０ｍ／Ｓ时，磁性液体密封失效，难以保证有效使用。他还指出在高速情况下极??齿加工在轴上或旋转部件表面密封效果较好。作者以梯形齿角度为变量来探索角??度变化对密封耐压的影响，得出梯形角在４５°时耐压能力较高，在３０°和４５°时??与实际相符［６Ｇ］，结构如图１－４所示。??
【参考文献】：
期刊论文
[1]机械密封失效分析及预防探讨[J]. 张娜. 内燃机与配件. 2019(06)
[2]离心萃取机在铜冶炼污酸废液回收铼中的应用[J]. 张曼曼,张德友,陈崔龙,方毅. 矿冶. 2018(06)
[3]气膜浮环密封特性参数的影响因素分析[J]. 马利军,李双喜,马也,张秋翔,蔡纪宁. 流体机械. 2018(10)
[4]磁性液体旋转密封的关键问题研究进展[J]. 李德才,郝都. 真空科学与技术学报. 2018(07)
[5]圆筒式离心萃取机转子及辅助支撑的设计研究[J]. 王怀文,施亮. 通用机械. 2017(12)
[6]涨圈高速旋转密封装置失效分析研究[J]. 白忠恺. 现代机械. 2017(04)
[7]磁性液体润滑技术的进展简述[J]. 杨金霖,黄巍. 表面技术. 2017(06)
[8]磁性液体密封与机械密封组合密封技术研究[J]. 朱姗姗,李德才,王智森,杨晓雪. 功能材料. 2017(02)
[9]高转速磁性液体密封结构的优化设计[J]. 吴旭东,刘同冈,费菲,龚德明. 润滑与密封. 2016(08)
[10]转轴转速对磁流体液体动密封耐压能力影响的实验研究[J]. 王虎军,李德才,何新智,王四棋. 真空科学与技术学报. 2016(08)
博士论文
[1]用于密封液体的磁流体旋转密封的理论及实验研究[D]. 王虎军.北京交通大学 2018
硕士论文
[1]苏联对切尔诺贝利事故的紧急应对策略研究[D]. 张菊萍.华东师范大学 2018
[2]一种基于梯形泄漏通道模型的O型圈密封系统性能分析及优化方法研究[D]. 张朝贺.浙江大学 2018
[3]全氟碳油基磁性液体的制备及性能研究[D]. 鲁一宁.沈阳工业大学 2017
[4]不同载液高稳定磁性液体的制备及性能研究[D]. 赵树春.山东大学 2017
[5]高速泵关键技术研究[D]. 马腾.长春理工大学 2017
[6]涨圈高速旋转密封装置及实验研究[D]. 王文涛.华南理工大学 2010
本文编号：3511212
本文链接：https://www.wllwen.com/guanlilunwen/gongchengguanli/3511212.html
