波度式机械密封端面结构及流场特性研究

发布时间：2017-04-09 21:08

  本文关键词：波度式机械密封端面结构及流场特性研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：波度式机械密封主要应用于核电站冷却剂主泵的轴密封。国内对于核主泵的密封研究资料很少,产品主要依靠进口,开展核主泵轴封密封性能的研究具有重要的现实意义。本文针对波度式机械密封端面结构及流场进行了分析。根据核主泵主轴的实际参数建立密封的数学模型,应用有限差分的方法,对雷诺方程离散处理,基于Matlab软件,编制对应的程序求解流场各个节点的压力值,根据压力分布,求出开启力、刚度、泄漏量和刚漏比等密封参数。通过改变结构参数和操作参数,分析它们的改变对密封性能的影响规律。具体结论有:(1)随着液膜厚度的增加,密封开启力、刚度和刚漏比会随之降低,泄漏量随液膜厚度增大明显增加。(2)密封开启力和泄漏量随波幅幅值的增大而增大。刚度起初随着波幅幅值增大而增大,在幅值为2.5μm达到极大值,随后随幅值的增大而减小。刚漏比在波幅1.5μm有极大值。(3)开启力和泄漏量随波数的增大而增大,但幅度变化不大。刚度在波数19时有极大值,刚漏比在波数16时最大。(4)随着坝宽比的增大,开启力和刚度降低,密封泄漏量减小,刚漏比在坝宽比为0.2到0.4之间变化不大,在坝宽比为0.3处有极大值。(5)随着转速的增加,开启力、刚度和刚漏比都会明显增大,泄漏量也略微增大,变化幅度不明显。
【关键词】：密封 机械密封 波度式机械密封 锥度 波度 流场
【学位授予单位】：西华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH136
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 绪论8-16
• 1.1 本课题研究概述、目的和意义8-10
• 1.1.1 本课题研究的概述8-10
• 1.1.2 本课题研究的目的和意义10
• 1.2 机械密封研究背景与现状10-13
• 1.2.1 机械密封研究背景10-12
• 1.2.2 非接触机械密封的研究现状12-13
• 1.3 波度式机械密封研究现状13-14
• 1.4 本文研究的内容14-16
• 2 波度式机械密封结构和密封机理16-27
• 2.1 机械密封简介16-19
• 2.1.1 机械密封结构组成16-17
• 2.1.2 机械密封的分类17-19
• 2.2 波度式机械密封的结构和工作原理19-21
• 2.3 机械密封的力学分析21-23
• 2.4 波度式机械密封的数学模型23-26
• 2.4.1 密封环端面结构及相关参数23-24
• 2.4.2 液膜厚度的数学计算模型24-26
• 2.5 本章小结26-27
• 3 波度式机械密封间隙的特性研究27-39
• 3.1 计算流体力学中的有限差分法27-28
• 3.2 流体控制方程28-31
• 3.3 雷诺方程的数值求解31-36
• 3.3.1 雷诺控制方程无量纲化31-32
• 3.3.2 有限差分法求解雷诺方程网格划分32
• 3.3.3 求解区域离散化32-33
• 3.3.4 有限差分法的计算方程33-35
• 3.3.5 边界条件35-36
• 3.3.6 收敛条件36
• 3.3.7 迭代原理36
• 3.4 性能参数的计算36-38
• 3.4.1 开启力36-37
• 3.4.2 液膜刚度37
• 3.4.3 泄漏量37-38
• 3.4.4 刚漏比38
• 3.5 本章小结38-39
• 4 基于Matlab的流场数值计算39-60
• 4.1 Matlab软件介绍39
• 4.2 计算编程39-41
• 4.3 计算流程图41-42
• 4.4 端面压力的分布42
• 4.5 几何参数对密封性能的影响42-55
• 4.5.1 液膜厚度对密封性能的影响43-45
• 4.5.2 波幅对密封性能的影响45-49
• 4.5.3 波数对密封性能的影响49-52
• 4.5.4 坝宽比对密封性能的影响52-55
• 4.6 操作参数对密封性能的影响55-58
• 4.6.1 转速对密封性能的影响55-58
• 4.7 本章小结58-60
• 5 总结与展望60-61
• 5.1 内容总结60
• 5.2 展望60-61
• 参考文献61-64
• 攻读硕士学位期间发表论文及科研成果64-65
• 致谢65-66

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