双尖槽干气密封端面结构及密封特性研究

发布时间：2020-07-12 01:21

【摘要】：为了提高干气密封的密封性能,增强其使用寿命,本文将干气密封端面作为研究对象,提出一种新型双尖槽密封端面。建立了其几何模型和数学模型,用有限差分法进行求解与分析,并编写MATLAB计算程序,对端面气膜压力分布和相关密封性能参数进行求解。就膜厚和转速两组变量对新型双尖槽和普通螺旋槽进行密封性能对比,并研究了密封环端面结构参数对双尖槽的开启力、泄漏量、刚度、刚漏比的影响,得到了相关变化规律。为该密封端面结构的设计与研究提供了理论依据,具体结论有:(1)相比与普通螺旋槽,当膜厚值大于3μm时,双尖槽对密封性能的优化效果较为微弱;当膜厚值小于3μm时,双尖槽干气密封的开启力、刚度均有明显提升,泄漏量有轻微的增加,但均保持在合理的范围内,其双尖槽对密封性能的优化效果较强。(2)随着槽堰周向比的增加,开启力、刚度、刚漏比先呈增长的趋势,然后逐渐减小,泄漏量先增长再逐渐趋于平稳,当槽堰周向比值范围为2~3时,在保证泄漏量达到要求的同时,其开启力、气膜刚度等参数均有较大值,其槽堰周向比的优选值为2.5。(3)随着槽坝径向比的增加,开启力、刚度、刚漏比先呈增长的趋势,然后再逐渐减小,泄漏量先呈增长趋势再趋于平稳,当槽坝径向长度比值范围为0.75~0.9时,在保证泄漏量达到要求的同时,其开启力、气膜刚度等参数均有较大值,槽坝径向比优选值为0.85。(4)当两螺旋槽槽深恒定时,随着圆弧槽的开槽深度增大,开启力、刚度等性能参数基本呈减小趋势,在圆弧槽深范围为3~5μm时,在保证泄漏量达到要求的同时,开启力和刚度均有较大值,且圆弧槽深为3μm时,开启力和刚度达到最大。(5)随着螺旋槽1的槽深增大,开启力、泄漏量、刚度先呈增长的趋势,再逐渐减小,当取值范围在8~16μm时,在保证泄漏量达到要求的同时,开启力、气膜刚度等参数均有较大值;随着螺旋槽2的槽深增加,开启力、刚度、泄漏量先呈增长趋势后逐渐减小,刚漏比先逐渐减小再增大,当取值范围在5~10μm时,在保证泄漏量达到要求的同时,开启力、气膜刚度等参数均有较大值,且螺旋槽1的优选槽深取值为12μm,螺旋槽2的优选槽深取值为8μm。
【学位授予单位】：西华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TH136
【图文】：

透平压缩机Fig.1.1Turbinecompressor

1、防转销 2、静环 3、型槽 4、动环 5、静环座 6、轴套 7、传动销 8、轴9、弹簧 10、静环推环图 2.1 机械密封结构示意图Fig. 2.1 Schematic diagram of mechanical seal structure工作原理为：机械密封安装在旋转轴 8 上，密封腔内的动环 4 通过传动销 7 与

圆弧槽 T 型槽图 2.2 密封环端面槽型Fig. 2.2 groove type of rotor face② 弹性元件。弹性元件主要是在摩擦副磨损后为密封端面提供预紧力，，使密封端面副正常工作。常见的弹性元件有弹簧、波纹管、隔膜，材

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本文编号：2751215