螺旋槽上游泵送液膜密封内流场特性及自清洗研究

发布时间：2022-06-03 20:50

　　随着精细化工、冶金行业、污水处理等现代工业的发展,螺旋槽上游泵送机械密封的运行环境越来越多趋于含固工况,由固体颗粒造成泵送槽堵塞及密封端面磨粒磨损而导致的密封失效案例屡见不鲜。为探究利用密封端面几何型槽防止颗粒沉积的可行性和技术,本文展开了螺旋槽上游泵送液膜密封内流场特性及自清洗性研究。首先,基于FLUENT软件,以流体动压润滑理论为基础,以螺旋槽密封微间隙液膜内流场特性为研究对象,建立了液膜中流体的运动数值分析几何模型,确定了分析对象的边界条件,网格划分方法,并验证了计算方法的准确性。其次,针对尖角、圆角螺旋槽几何型槽结构,开展了螺旋槽上游泵送流场冲刷特性及改进设计研究。结果表明:圆角结构能产生较强涡流,槽根附近处平均涡量值随着圆角半径的增大呈先增加后减小的趋势,在半径r=0.3 mm时达到最大值;相同转速、圆角半径r=0.3 mm时,槽根附近平均涡量值随槽深的增加先增大后减小,槽深h_d=6μm时涡量值达到最大,随螺旋角和槽径比变化不明显。然后,开展了含固体颗粒工况密封试验台设计。根据密封环材料特性,选择试验工况下合适的动环、静环材料,以及辅助密封材料和弹性元件... 

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号说明
第一章 绪论
    1.1 课题背景
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 非接触式机械密封磨粒磨损
        1.2.2 螺旋槽密封端面微间隙流场研究
        1.2.3 密封端面固液两相润滑研究
    1.3 现阶段研究存在的问题
    1.4 研究内容
第二章 计算模型及流体动压润滑理论
    2.1 引言
    2.2 基本假设
    2.3 几何模型
    2.4 流体动压润滑理论
    2.5 网格划分及边界条件设定
        2.5.1 网格划分与计算域
        2.5.2 边界条件的设定
    2.6 计算方法可行性验证
    2.7 本章小结
第三章 螺旋槽上游泵送流场冲刷特性及改进设计
    3.1 引言
    3.2 两种槽根结构处流体流动差异
    3.3 微间隙液膜流场分析结果
        3.3.1 圆角半径
        3.3.2 槽深
        3.3.3 螺旋角
        3.3.4 槽径比
    3.4 本章小结
第四章 螺旋槽型槽自清洁实验装置
    4.1 引言
    4.2 实验装置
        4.2.1 实验装置系统
        4.2.2 密封系统
    4.3 实验所需设备
        4.3.1 激光打标机
        4.3.2 台阶仪
    4.4 实验步骤
    4.5 本章小结
第五章 螺旋槽密封自清洁实验研究
    5.1 引言
    5.2 试件参数及工况参数
    5.3 实验结果及分析
        5.3.1 石墨环磨损情况
        5.3.2 金属环磨损情况
        5.3.3 端面颗粒分布情况
    5.4 磨损机理分析
    5.5 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 创新点
    6.3 展望
参考文献
致谢
作者简介
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本文编号：3653463