不同槽型气体端面密封稳态特性的有限元分析

发布时间：2021-04-07 16:53

　　气体端面密封在石油天然气、化工和航空等重要工业部门中取得日趋广泛的应用。但由于国内对气体密封理论研究的欠缺及其加工技术的落后,使得国外公司垄断了气体密封在国内的应用市场。本文紧密联系工程实际应用,深入地对气体端面密封的稳态特性、密封几何参数对密封性能的影响进行分析研究,并通过试验进行验证。 L型槽气体端面密封是近年来在工程实际中开始应用的新型结构。L型槽能产生较好的流体动压效应,而且可以双向旋转。本文在原有螺旋槽和T型槽气体端面密封稳态特性研究的基础上,重点对L型槽气体端面密封进行了稳态特性的有限元分析,得出L型槽气体端面密封几何参数的较佳值。 本文详细推导了气膜压力场的稳态控制方程,并针对不同槽型气体端面密封开发出相应的计算软件,通过与文献计算结果和实验值比较,验证了本文理论分析和计算软件的合理性和正确性。 本文还讨论了L型槽气体密封工作参数对密封性能的影响,得到一些普遍性的规律,这些规律可用于指导工程设计。 本文通过试验研究,对可双向运转的L型槽、T型槽和L型阶梯槽（不等深槽）三种槽型的气体端面的气膜厚度和泄漏量进行了分析和讨论。本文利用一套在线高速动态数据... 

【文章来源】：北京化工大学北京市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

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此外本文把密封环的密封端面沿周向方向和径向方向进行等分，在端面形成网格。然后再投影到直角坐标系上。用X轴代替周向方向，用Y轴代替径向方向。在投影后的坐标中，X轴和Y轴都是无量纲单位。如图2一7所示。然后把计算结果在转换后的坐标上进行处理。Y血轴1413比1110径向方向{{{{{{{{{一一{{{{{9C，6产扩O‘︸4，、，‘-域坐标周向方向o点123456759一。一112一引4x轴转换后坐标图2一7坐标转换示意图由图2一8的气膜压力分布三维图可以看出，密封端面上的气膜内存在较大的压力梯度，气膜压力由外径向内径先逐渐上升，至槽最宽处，压力达到最大值，形成了一个高于外径流体压力的气膜压力。该气膜压力企图推开密封面，形成所要求的气膜。这时，在闭合力与开启力的共同作用下，气膜具有良好的弹性，即较高的气膜刚度，从而达到稳定运转并防止密封面相互接触。密封端的坝区起节流作用

【参考文献】：
期刊论文
[1]直线槽端面气体密封分析计算[J]. 胡丹梅,吴宗祥.  流体机械. 1996(09)
[2]螺旋槽干气密封的优化设计[J]. 彭建,左孝桐,顾永泉.  流体机械. 1995(03)
[3]螺旋槽气体密封的研究[J]. Cai Wenxen et al.  流体机械. 1994(09)
[4]人字形螺旋槽机械密封热变形及力变形[J]. 王美华,董勋.  流体工程. 1992(05)



本文编号：3123835