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基于MATLAB的端面微孔机械密封性能参数计算及优化

发布时间:2018-01-02 22:03

  本文关键词:基于MATLAB的端面微孔机械密封性能参数计算及优化 出处:《兰州理工大学》2011年硕士论文 论文类型:学位论文


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【摘要】:激光加工多孔端面机械密封是一种新型密封,它是在普通机械密封的端面上加工出微米级的小坑孔,能够实现非接触,具有良好的润滑性能和密封性能。然而,目前对激光加工多孔端面机械密封的研究少有文献报道。本文通过建立激光加工多孔端面机械密封的理论分析模型,采用MATLAB求解雷诺方程,获得在给定工况下泄漏量、摩擦功耗等密封性能参数数值,并分析不同微孔深度、微孔深度和微孔密度对其密封性能参数的影响规律,得到微孔深度、微孔深度和微孔密度的最佳值。主要研究内容和结论如下: 1.建立了激光加工多孔端面机械密封的流体动力学分析模型,根据假设,一个孔栏上的液膜压力分布可表征整个密封面上的液膜压力。将参数进行无量纲化,采用有限差分法对激光加工多孔端面机械密封进行了详尽地分析和参数研究,并利用Matlab计算机软件得到了液膜压力、泄漏量、摩擦功耗等密封性能参数值。 2.对激光加工多孔端面机械密封的液膜压力进行了深入研究。通过理论计算及分析,研究了结构参数微孔半径、微孔深度和微孔密度对液膜压力的的影响。结果表明,在给定工况条件下,对微孔深度、微孔深度和微孔密度进行优化,可使端面间的液膜压力达到最佳值。 3.理论推导得到了激光加工多孔端面机械密封的泄漏量计算公式,并进行了理论计算与分析,结果表明:微孔深度和微孔密度对密封端面间的泄漏量有很大影响。因此,为了增大密封动压效应,降低能耗,减少泄漏量,微孔深度和微孔密度应选择一合适值。 4.通过计算得到摩擦功耗的计算公式,分析得到了最佳的微孔结构参数值,为激光加工多孔端面机械密封工程优化设计提供了可靠的理论依据。
[Abstract]:The mechanical seal of laser - machined porous end face is a new type of seal . It is a kind of new type of seal which can realize non - contact and good lubricating performance and sealing performance on the end face of the common mechanical seal . However , the influence of different micropore depth , micropore depth and micropore density on the sealing performance parameters is obtained . The main research contents and conclusions are as follows : 1 . A fluid dynamic analysis model for the mechanical seal of the porous end face of laser processing is established . According to the assumption , the pressure distribution of the liquid film on one orifice can characterize the pressure of the liquid film on the whole sealing surface . The parameters are dimensionless . The mechanical seal of the porous end face of the laser machining is analyzed and the parameters are studied by the finite difference method , and the parameters such as liquid film pressure , leakage amount , friction power consumption and the like are obtained by using Matlab computer software . 2 . The influence of pore radius , micropore depth and micropore density on liquid membrane pressure was studied by theoretical calculation and analysis . The results show that the pore depth , the micropore depth and the micropore density are optimized under the condition of given operating conditions , so that the liquid membrane pressure between the end surfaces can be optimized . 3 . Theoretical calculation and analysis of the leakage amount of the mechanical seal of the porous end face of laser processing are derived . The results show that the micropore depth and the micropore density have great influence on the leakage amount between the sealing end surfaces . Therefore , in order to increase the seal dynamic pressure effect , reduce the energy consumption , reduce the leakage amount , the micropore depth and the micropore density should select a suitable value . 4 . By calculating the calculation formula of the friction power consumption , the optimum parameter value of the micropore structure is obtained , which provides a reliable theoretical basis for the optimization design of the mechanical seal engineering of the laser machining porous end face .

【学位授予单位】:兰州理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TH136

【参考文献】

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本文编号:1371098

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