潜水搅拌器机械密封的研发及性能研究

发布时间：2017-06-25 05:01

  本文关键词：潜水搅拌器机械密封的研发及性能研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：潜水搅拌器作为污水处理工艺中搅拌设备,浸没在含泥沙等杂质颗粒的污水中。潜水搅拌器机械密封作为电机转轴上的动密封,密封的可靠性直接关系到潜水搅拌器的正常运转。本文针对潜水搅拌器机械密封在污水中长时间运转发生失效问题,研发出一套适应于污水环境双端面机械密封,能够有效的减少密封泄漏量、强化密封腔体内流体流动性能。在机械密封结构设计的基础上,对污水端密封和电机端密封进行了参数计算和性能分析。利用Fluent流场分析软件建立了电机端回流泵送密封的端面流场模型,验证了回流泵送密封具有动压效应和回流泵送效应。分析对比了不同操作参数和动压槽结构参数对回流泵送密封特性参数的影响情况,并给出回流泵送密封结构参数的推荐值。采用正交试验的方法,分析了动压槽结构参数对动压开启力、回流泵送量的综合影响情况,得到了动压槽结构参数的优化组合。建立了密封腔流场模型,分析对比了强化流动密封腔和普通密封腔流体流动情况,得到叶轮利于密封腔中流体的流动混合。进一步分析了叶轮结构参数对叶轮搅拌效率的影响规律,给出了结构参数的推荐值。并通过正交试验的方法,分析叶轮结构参数对搅拌效率的综合影响,得到了叶轮.结构参数最优组合。搭建潜水搅拌器机械密封试验装置,对密封性能进行了试验研究,完成回流泵送密封性能、强化混合密封腔性能和密封功率试验,验证密封性能理论分析的正确性。本文对潜水搅拌器机械密封的研发以及对密封的机理的研究,解决了潜水搅拌器密封的工程应用问题,并为潜水搅拌器机械密封的国产化提供支持。
【关键词】：机械密封 回流泵送密封 强化流动密封腔 结构优化
【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】：X703.3
【目录】：

• 学位论文数据集3-4
• 摘要4-6
• ABSTRACT6-14
• 符号说明14-16
• 第一章 绪论16-26
• 1.1 课题来源、研究目的及意义16
• 1.1.1 课题来源16
• 1.1.2 研究目的及意义16
• 1.2 潜水搅拌器密封的研究背景16-20
• 1.2.1 潜水搅拌器密封的工况特点16-17
• 1.2.2 常用潜水电机密封形式及工作原理17-19
• 1.2.3 潜水搅拌器机械密封常见的失效形式19-20
• 1.3 潜水搅拌器机械密封研究进展20-24
• 1.3.1 潜水搅拌器机械密封结构研究成果20-21
• 1.3.2 端面开槽机械密封研究成果21-23
• 1.3.3 机械密封腔流场的研究成果23-24
• 1.4 本课题的研究内容24-26
• 第二章 潜水搅拌器机械密封的研发26-42
• 2.1 潜水搅拌器机械密封的工艺条件和要求26-27
• 2.2 潜水搅拌器机械密封的总体结构和工作原理27-29
• 2.2.1 潜水搅拌器机械密封总体结构27-28
• 2.2.2 潜水搅拌器机械密封工作原理28-29
• 2.3 污水端机械密封结构设计和设计计算29-32
• 2.3.1 污水端机械密封结构设计29-30
• 2.3.2 污水端机械密封的设计计算30-32
• 2.4 电机端机械密封的结构设计和力学分析32-40
• 2.4.1 电机端机械密封的结构设计32-33
• 2.4.2 电机端机械密封的力学分析33-40
• 2.5 本章小结40-42
• 第三章 电机端回流泵送密封性能研究42-60
• 3.1 回流泵送密封的特性参数42-43
• 3.2 操作参数对回流泵送密封性能的影响43-48
• 3.2.1 工作压力P_2的影响43-45
• 3.2.2 转速n的影响45-48
• 3.3 密封结构参数对回流泵送密封性能的影响48-55
• 3.3.1 动压槽h深度的影响48-50
• 3.3.2 螺旋角α的影响50-53
• 3.3.3 动压槽的槽根圆半径Rg的影响53-55
• 3.4 动压槽结构参数优化55-58
• 3.4.1 正交试验55-56
• 3.4.2 正交试验结果直观分析56-58
• 3.5 本章小结58-60
• 第四章 密封腔强化流动性能研究60-78
• 4.1 密封腔流场的数值计算60-62
• 4.1.1 计算模型61
• 4.1.2 网格划分61-62
• 4.1.3 边界条件和计算方法62
• 4.2 密封腔流场计算结果及分析62-68
• 4.2.1 压力场分布62-64
• 4.2.2 速度场分布64-66
• 4.2.3 速度矢量分布66-68
• 4.3 叶轮结构参数对密封腔流场影响68-74
• 4.3.1 叶片倾角θ的影响69-70
• 4.3.2 叶轮外径D的影响70-71
• 4.3.3 叶片宽度B的影响71-72
• 4.3.4 叶片个数Z的影响72-74
• 4.4 叶轮结构参数优化74-77
• 4.4.1 正交试验74-75
• 4.4.2 正交试验结果直观分析75-76
• 4.4.3 优化叶轮结构对流场的影响76-77
• 4.5 本章小结77-78
• 第五章 潜水搅拌器机械密封试验研究78-86
• 5.1 潜水搅拌器机械密封试验系统78-82
• 5.1.1 密封试验的主体系统79-80
• 5.1.2 密封试验的辅助系统80-82
• 5.2 潜水搅拌器密封试验内容及结果分析82-85
• 5.2.1 回流泵送密封性能试验82-84
• 5.2.2 密封腔强化流动性能试验84
• 5.2.3 密封功率试验84-85
• 5.3 本章小结85-86
• 第六章 总结与展望86-88
• 6.1 总结86-87
• 6.2 展望87-88
• 参考文献88-92
• 致谢92-94
• 研究成果及发表的学术论文94-96
• 作者及导师简介96-97
• 附件97-98

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 李勇凡;郝木明;任宝杰;赵东亚;李振涛;王选盈;;模糊算法在液膜密封控制系统中的应用[J];润滑与密封;2016年01期

2 张伟政;于踪洋;丁雪兴;;上游泵送机械密封液膜流场近似解析计算[J];应用力学学报;2015年04期

3 陈汇龙;左木子;吴强波;徐成;王瑜;李述林;;上游泵送机械密封润滑膜固液两相流动特性[J];排灌机械工程学报;2015年08期

4 郝木明;庄媛;章大海;任宝杰;李振涛;杨丹丹;;考虑空化效应的螺旋槽液膜密封特性数值研究[J];中国石油大学学报(自然科学版);2015年03期

5 张鹏高;焦乾峰;王彪;魏龙;;螺旋槽型机械密封端面槽型几何参数优化研究[J];机电技术;2014年05期

6 海乐檬;孙见君;李志宏;王敏;马晨波;;新型上游泵送机械密封端面型槽结构的参数化建模[J];流体机械;2014年06期

7 初玉龙;王志;严利明;;对污水提升泵机械密封的改造[J];科技创业家;2014年02期

8 郑建坤;赵恒文;周超;许卓;;曲面型叶片轴流式搅拌器数值模拟研究[J];机械制造与自动化;2013年04期

9 冯秀;;螺旋槽上游泵送机械密封摩擦特性试验研究[J];流体机械;2012年09期

10 陈汇龙;刘玉辉;刘彤;王强;刘志斌;张珈彬;;基于动网格的上游泵送机械密封性能参数分析[J];排灌机械工程学报;2012年05期

  本文关键词：潜水搅拌器机械密封的研发及性能研究，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：480800